Детектор на мкс поймал возможные следы темной материи
Обнародованы первые результаты работы AMS-02 - детектора на борту МКС, который был установлен для поиска темной материи. Прибор получил подозрительный сигнал, вполне способный оказаться как раз указанием на пока что никем не пойманные частицы. О том, на что указывают данные AMS-02, ученые рассказали на прошедшем 3 апреля семинаре в ЦЕРН, Европейском центре ядерных исследований. Прибор был построен для анализа частиц космического излучения и, в частности, для определения среди них доли античастиц: последние могут возникать при аннигиляции темной материи.
После изучения информации о более чем 30 миллиардам частицах физики заявили об увеличении доли позитронов (антиэлектронов) втрое с ростом энергии частиц от 10 до 350 гигаэлектронвольт. Поясним это утверждение. Энергию части измеряют в электронвольтах и кратных единицах вроде кило-, мега- и далее по таблице стандартных приставок; один эВ соответствует той энергии, которую получает электрон, пролетевший между электродами под напряжением в один вольт. Энергию около 1-2 эВ имеют кванты света, в КэВ-ах измеряется рентгеновское излучение, частицы с энергией в МэВ-ы возникают при ядерных реакциях, а все выше десятка МэВ уже указывает на разные интересные астрофизические процессы вроде ускорения плазмы экстремальными магнитными полями.
Правда, и ловить такие частицы уже намного сложнее, особенно если нужно попутно определить их энергию, массу и заряд. Теория предсказывает, что некоторое количество античастиц рождается во Вселенной безо всякой темной материи, но чем выше энергия - тем меньше доля антиматерии. Детектор AMS-02 получил противоположный результат и это может значить как раз то, что ученые поймали частицы, возникающие при аннигиляции частиц темной материи. Гипотетические частицы могут - опять-таки в теории - аннигилировать с образованием пары из обычной частицы и ее антипода, который способен внести свой вклад в показания прибора на борту МКС.
Другое объяснение, которое пока что нельзя сбрасывать со счетов (как говорится в заметке Science Now) - позитроны высоких энергий могли появится за счет расположенного где-то вблизи (условно, конечно, "вблизи" - сотни, если не тысячи, световых лет) пульсара. Пульсары относятся к числу весьма интересных объектов, это сверхсжатые останки обычных звезд, в них обычную материю спрессовало в один большой сгусток нейтронов, они обладают сильнейшим магнитным полем (магнит такой силы на орбите Луны легко вырывал бы из поверхности Земли телефонные будки и утягивал в космос мусорные баки) - но все-таки пульсары известны уже полстолетия.
Так что это объяснение хоть и возможно, но не столь интригует, как возможность обнаружения темной материи. Темную материю пытаются поймать уже третий десяток лет. Астрономы знают, что во Вселенной есть какая-то невидимая и не поддающаяся непосредственному обнаружению масса, причем масса, превышающая массу обычного вещества в десятки раз. Ее присутствие можно заметить по движению звезд вокруг центра галактик, по висящим в пространстве облакам раскаленной плазмы (та не разлетается в сторону, так что ее определенно что-то притягивает), но пока что все детекторы ничего не заметили. Однозначно можно исключить версию о нейтрино (детекторы нейтрино уже достаточно чувствительны и реагируют даже на запуск и остановку ядерных реакторов), не говоря уж об обычном газе, пыли и одиноких коричневых карликах. Не будет преувеличением, если загадку темной материи назвать одной из главных проблем современной физики - разрешит ли эту тайну AMS-02, покажет время.