Работающие с самым чувствительным в мире детектором темной материи LUX-ZEPLIN ученые представили первые масштабные результаты работы этого прибора. Новые данные, хотя и ожидаемыми, вселяют надежду: по мнению исследователей, человечество как никогда близко к обнаружению частиц этой таинственной субстанции.
Темная материя — таинственная субстанцияЕё никто никогда не видел и не регистрировал. Причина в том, что она мало взаимодействует с обычной материей или светом, поэтому «поймать» ее специальными приборами сложно. Ученые догадываются о её существовании только по косвенным признакам: благодаря гравитационному воздействию, которое темная материя, вероятно, оказывает на обычную.
80 процентов всего вещества во Вселенной, предположительно, составляют темная материя. Ее существование необходимо для объяснения несоответствий в поведении физических тел. В частности, темная материя объясняет проблемы скрытой массы в эффектах аномально высокой скорости вращения внешних областей галактик и гравитационного линзирования.
Многие физики полагают, что эту таинственную субстанцию образуют гипотетические слабыми взаимодействующими массивы. вимпыУченые более десяти лет пытаются обнаружить частицы, называемые вимпами. Для поиска вимпов чаще всего используют подземные лаборатории, оборудованные мощными и дорогостоящими установками — детекторами темной материи.
В Китае проводили эксперимент с целью обнаружить загадочную субстанцию. PandaXВ сердце итальянских Аpennins, на территории Гран-Сассо, проводился эксперимент. XENON100и даже на Южном полюсе, где расположена нейтринная обсерватория IceCubeНи один из детекторов не предоставил сенсационных результатов.
В 2022 году люди получили возможность обнаружить темную материю. В бывшем золоторуднике, превращённом в подземный исследовательский центр Сэнфорда (США) на глубине 1,5 километра, Впервые в мире функционирует мощный и тонкий детектор вимпов. — LUX-ZEPLIN. Прибор регистрирует столкновения частиц темной материи с атомами жидкого ксенона, хранящегося в резервуаре детектора объемом семи тонн.
По итогам почти девяти месяцев работы научно-исследовательского прибора группа физиков из разных стран опубликовала предварительные данные на двух всемирно известных конгрессах, посвященных физике. TeV Particle Astrophysics в США и LIDINE в Бразилии.
Согласно отчету ученых, LUX-ZEPLIN не обнаружил ни одного кандидата в вимпы с массой выше девяти гигаэлектронвольт. Исследователи сделали выводы, которые могут показаться разочарованием, но позволили «наложить жесткие ограничения на природу темной материи», сократив диапазон ее свойств почти в пять раз. Физики стали лучше понимать, каких именно свойств у частиц темной материи нет.
Если провести параллель с детекторами темной материи, представьте: океан населен волшебной рыбкой — вимпом. Нам ее найти нужно, но местоположение неизвестно. Сначала мы пытались найти ее голыми руками в воде, затем на глубине с трубкой, но безуспешно. Вернулись с подводной лодкой и детектором LUX-ZEPLIN, но и это не дало результата. Несмотря на это, последовательные поиски позволили изучить около 75 процентов океана. В будущем мы попытаемся найти ее с более совершенным оборудованием. пояснилУчастник проекта LUX-ZEPLIN, физик Чамкаур Гаг… Chamkaur Ghag) из Университетского колледжа Лондона.
LUX-ZEPLIN будет искать вимпов ещё 1000 дней, завершив работы в 2028 году. После этого работу продолжит следующее поколение детектора. XLZDЕсли даже это исследование не выявит темной материи, ученые, возможно, придут к новым выводам о ее природе.
Некоторые учёные не уверены, что тёмная материя состоит именно из частиц, которые ищет LUX-ZEPLIN. не состоит из частицНекоторые утверждают, что темная материя реально существует, другие же полагают, что ее просто нет.