Если частицы темной материи существуют, то Землю они пронизывают от сезона к сезону по-разному. К такому выводу пришли американские физики-ядерщики.
Темная материя, наряду с темной энергией самая непонятная для астрономов субстанция, не очень-то хочет открывать свои секреты. Нечто, пронизывающее нашу и другие галактики, обладает в десятки раз большей массой, чем видимое вещество, и совсем не излучает свет. О наличии этого нечто ученые стали догадываться в 30-х годах прошлого века, наблюдая за скоростями галактик в скоплениях. Позднее аномальные скорости вращения звезд убедили астрономов в его существовании. Проще говоря, звезды вращаются так быстро, что не держи их что-то помимо видимого вещества галактик, они разлетелись бы в разные стороны. Для описания этой тяготеющей, но невидимой субстанции ученые и придумали словосочетание «темная материя».
Невидное-невероятное
На роль носителей темной материи ученые выдвигают вимпы (WIMP, Weakly interacting massive particle) – слабовзаимодействующие массивные частицы. Физики до конца не уверены, могут ли частицы темной материи взаимодействовать с обычным «барионным» веществом. На тот случай, что взаимодействие все же возможно, поиски загадочных частиц ведутся в земных лабораториях. Ученые надеются зафиксировать удары «темных частиц» по ядрам барионного вещества.
В одном из таких экспериментов CoGeNT (Coherent Germanium Neutrino Technology) физики-ядерщики пытаются «подслушать» удары столкновений вимпов, пронизывающих нашу галактику, с ядрами 440-граммового кристалла германия, опущенного в 700-метровую шахту в штате Миннесота. Чувствительность датчиков такова, что установка способна уловить соударения ядер германия с частицами в семь раз тяжелее протона. И такие столкновения фиксируются. «Мы не можем утверждать, что сигнал исходит от вимпов. Но он может исходить от них», -- пояснил Хуан Коллар из Университета Чикаго. Чтобы проверить это предположение, ученые надеются вытянуть из довольно низкой статистики один тонкий эффект.
Темный гнус
Теоретики предсказали, что из-за вращения Земли вокруг Солнца в статистике наблюдаемых ударов должны происходить сезонные изменения. Солнце несется в плоскости Млечного пути со скоростью 220 км/с. При этом Земля вращается по орбите вокруг Солнца со скоростью 30 км /c. Зимой орбитальная скорость Земли относительно предполагаемых частиц темной энергии вычитается из скорости движения Солнца, летом – складывается с ней. «Это как ехать на машине через облако гнуса. Чем быстрее вы едете, тем больше комаров остается на лобовом стекле», -- пояснил Коллар. В течение 15 месяцев работы установка фиксировала примерно 1 удар в сутки, сезонные колебания составили порядка 16%. Похожий результат был получен итальянцами более десяти лет назад на установке DAMA.
Однако ученые не спешат радоваться. Флуктуации статистики могут быть вызваны как самими частицами, так и приборным шумом, или вовсе неизвестным феноменом. В физике элементарных частиц делать выводы, основываясь на совпадении результатов всего лишь двух–трех экспериментов опасно. Так, в начале двухтысячных годов 10 независимых экспериментов подтвердили существование пентакварка – частицы, состоящей из пяти кварков. Но более поздние эксперименты не смогли это подтвердить. По расчетам ученых, вероятность того, что сезонные колебания «отзвуков» не связаны с природой вимпов составляет половину процента.
