В недрах корейской горы запущен новый детектор, призванный разгадать загадку темной материи. Команда ученых намерена либо опровергнуть, либо подтвердить интригующие результаты, полученные итальянскими коллегами.
Астрономы, изучающие Вселенную, сходятся во мнении, что нам известно лишь около 5% ее состава. Оставшуюся, львиную долю, составляют темная материя (27%) и темная энергия (68%). Темная материя не излучает свет и не взаимодействует с обычной материей иначе, как гравитационно. Ее присутствие проявляется в движении галактик и скоплений.
Ученые стремятся найти прямые доказательства существования темной материи, ведь ее масса предположительно в пять раз превышает массу обычной материи. И, как ни парадоксально, поиски ведутся глубоко под землей.
«На поверхности Земли нас окружает естественная радиоактивность, исходящая от урана, тория и других элементов, а также космические лучи», — объясняет Хью Липпинкотт, профессор физики Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. «Для регистрации темной материи нужен максимально чувствительный детектор, расположенный в максимально тихом месте, чтобы сигнал от нее не терялся на фоне радиоактивного шума».
В мире существует несколько подземных лабораторий, где физики ищут следы слабовзаимодействующих массивных частиц (вимпов). Считается, что вимпы постоянно пролетают сквозь Землю, и сверхчувствительные детекторы должны улавливать эти слабые взаимодействия.
Но пока, увы, безуспешно.
Однако в 1997 году итальянская команда эксперимента DAMA/LIBRA в Национальной лаборатории Гран-Сассо сообщила о странных результатах. Их детектор, состоящий из кристаллов йодида натрия, регистрировал вспышки света при взаимодействии субатомных частиц с ядрами атомов внутри кристаллов.
Количество вспышек менялось в течение года, что соответствовало бы гипотезе о темной материи: Земля движется по орбите вокруг центра Млечного пути, пересекая его гало из темной материи с разной скоростью. При увеличении скорости детекторы фиксируют больше взаимодействий, при уменьшении – меньше.
Эти результаты вызвали споры, поскольку другим группам ученых не удавалось их воспроизвести.
Еще больше интриги добавило то, что с повышением чувствительности детектора DAMA/LIBRA он должен был фиксировать столкновения с частицами более низкой энергии, пик которых приходился бы на другое время года. Однако данные этого не подтвердили.
В Южной Корее стартует новый эксперимент COSINE-200 в лаборатории Yemilab, повторяющий установку DAMA/LIBRA. Предыдущий эксперимент COSINE-100, проведенный той же командой с использованием аналогичной технологии, не подтвердил результаты итальянских коллег.
COSINE-200 использует кристаллы йодида натрия повышенной чистоты и более чувствительные датчики. Вся установка, запуск которой запланирован на август, лучше экранирована от внешних воздействий.
Надеемся, собранные данные позволят понять, был ли результат итальянской DAMA/LIBRA ошибкой, следствием неучтенных факторов или же свидетельством чего-то по-настоящему необычного.
Читайте также: Темная материя может формировать взрывающиеся звезды – их обнаружение может помочь выяснить, из чего она состоит
