Научно-популярный журнал, издается с 1926 года

Новые данные о темной материи

Новые данные о темной материи

На проходившей в конце апреля – начале мая 2011 года конференции Американского Физического Общества Жуан Коллар (Juan Collar) из Чикагского университета представил новые данные о свойствах темной материи. Проводившиеся под его руководством наблюдения были выполнены на установке CoGeNT. Среди прочих установок, использующихся для изучения темной материи, CoGeNT выжеляется своими небольшими габаритами; так, в качестве детектора в ней используется 440–граммовый кристалл германия (в размещенной в итальянском горном массиве Gran Sasso установке XENON 100 роль детектора частиц темной материи выполняют 100 кг жидкого ксенона). Предполагалось, что за одну секунду через кристалл должно пролетать 100 миллионов частиц темной материи и что примерно один раз в день происходит столкновение одной из таких частиц с ядром атома германия. Такие столкновения могут быть зафиксированы — по сопровождающим их слабым электрическим сигналам.

Наблюдения продолжались 442 дня и были прерваны пожаром; он произошел 17 марта 2011 г. на бывшей железнорудной шахте в Миннесоте, в которой и была размещена установка CoGeNT. Незапланированное завершение экспериментов и тот факт, что они продолжались целый год, стимулировал Коллара и его коллег подвергнуть полученные данные особо тщательной обработке. В итоге и был сделан сенсационный, как отмечает журнал NewScientist, вывод: интенсивность взаимодействия детектора с темной материей изменялась со сменой времен года. Похожий эффект был уже зафиксирован три года назад – в наблюдениях на экспериментальной установке проекта DAMA(как и упоминавшаяся выше XENON 100, она также размещена в горном массиве Gran Sasso). Проект DAMA по поиску следов темной материи стартовал еще в 1998 г. Cвязанные с проектом эксперты полагают: сезонные вариации можно объяснить, если допустить, что масса гипотетических частиц темной материи – именуемых WIMP частицы – составляет (в энергетических единицах) несколько Гэв.

Одно из объяснений эффекта связано с изменением скорости Земли при ее движении по околосолнечной орбите. При этом эффект, обнаруженный группой Коллара, вызывает повышенный интерес теоретиков и экспериментаторов. Интрига состоит в том, что две другие группы экспериментаторов вообще не обнаружили каких-либо признаков существования темной материи. Речь идет о проектах XENON 100 и CDMSII (детекторы последнего так же, как и детекторы проекта CoGeNT, размещены в шахте в Миннесоте). Как заметил в связи с этим физик–теоретик из университета Чикаго в Иллинойсе Дэн Хупер, «ситуация становится крайне напряженной». Одно из возможных ее объяснений – в том, что гипотетические частицы темной материи по-разному взаимодействуют с протонами и с нейтронами (до сих пор теоретики предполагали, что такого различия нет). В этом случае, к примеру, германиевые и ксеноновые детекторы должны по-разному реагировать на появление частиц, т.к. в ядрах атомах германия и ксенона соотношение между количеством протонов и нейтронов разное.

Пока же в планах и группы Коллара и участников проекта XENON 100 – дальнейшие исследования эффекта. Уже принято решение о начале нового этапа проекта XENON 100, предполагающего сооружение ксенонового детектора массой в одну тонну. Группа Коллара также предполагает расширить масштабы своей деятельности, заменив один 440-граммовый кристалл германия на четыре килограммовых.

По материалам NewScientist

Материал к публикации подготовил Борис Булюбаш

Reset password

Recover your password
A password will be e-mailed to you.
Back to
Закрыть панель