Тёмная материя является камнем преткновения физики уже сотню лет. Различные фильмы и сериалы, вроде «Звёздного пути», давно отдали ей роль главного вещества, обнаружение которого обеспечит нам возможность путешествий по Вселенной, но в жизни всё не так. Мы довольно давно узнали, что тёмная материя образует гало вокруг галактик, не давая им распадаться. Это гало, кстати, составляет бОльшую часть массы галактик. Позже появились данные, что такое гало может образовываться даже вокруг планет, то есть тёмная материя окутывает абсолютно всё. Тем не менее, обнаружить частицы тёмной материи до сих пор не удаётся.
На роль частиц ТМ выдвигаются разные кандидаты. К примеру, в 2016 году среди данных, собранных Большим адронным коллайдером в поисках бозона Хиггса, по слухам, был обнаружен один из кандидатов на роль частицы тёмной материи под названием бозон Мадала. В итоге, эти данные не были подтверждены. В прошлом году физиков взбудоражила новость о частицах, удаляющихся под странными углами при распаде атома гелия, что давало намёк на действие неизвестной силы, как и недавняя новость о числе электронов, отскакивающих в установке тёмной материи XENON1T, выходящем далеко за пределы погрешности. Но в первом случае тревога оказалась ложной, а второй можно будет проверить только на детекторах будущего поколения.
И вот недавно две независимые группы учёных провели похожие эксперименты по поиску тёмных бозонов, как вы догадались, ещё одних кандидатов на звание частиц тёмной материи. Два исследования — одно под руководством исследователей из Массачусетского технологического института (MIT), другое из Орхусского университета в Дании — искали тонкие различия в расположении электрона в изотопе, когда он прыгал между энергетическими уровнями. В первом случае использовался изотоп иттербия, а во втором — кальция. Согласно гипотезе, тёмный бозон, по идее, должен был бы возникнуть в результате взаимодействия между орбитальным электроном и кварками, образующими нейтроны в ядре атома. В итоге, первый эксперимент не обнаружил ничего, а второй даёт все основания продолжать поиски.
Как всегда, нам нужно больше данных. Гораздо больше. Но выяснение того, что именно составляет более четверти Вселенной, является одним из самых больших вопросов в науке, поэтому любые потенциальные зацепки будут исследоваться максимально внимательно. Ну а пока применение тёмной материи останется в «Звёздном пути».
Подписывайтесь на S&F, канал в Telegram и чат для дискуссий на научные темы.
