В программу магистратуры кафедры экспериментальной ядерной физики и космофизики (Институт ядерной физики и технологий) введена новая учебная дисциплина с необычным названием — «Природа тёмной материи».
Учёным известно о существовании во Вселенной некоторой субстанции, которая не проявляет себя никаким образом, кроме гравитационного воздействия на привычные нам объекты, например, звёзды или галактики. В результате движение последних отличается от предсказанного в рамках динамики Ньютона, если при расчётах учитывать влияние только известного видимого вещества. Одни исследователи предположили, что этой формой материи могут быть тусклые астрофизические объекты или даже чёрные дыры. Другие предложили ввести новые гипотетические частицы, которые мы до сих пор не смогли обнаружить в прямом эксперименте, однако они могли образовываться на ранних этапах развития Вселенной и сегодня проявлять себя в виде дополнительной гравитации. Все эти объекты и были названы скрытой массой, или тёмной материей. Существует множество пока не подтверждённых гипотез о её природе и составе.
В общем энергетическом балансе Вселенной на тёмную материю приходится около 25%, что в ~5 раз больше доли привычного нам вещества, составляющего планеты, звёзды, галактики и их скопления, межзвёздную и межгалактическую среду.
Для студентов, которые выбрали предметом своих будущих исследований тёмное вещество, необходимо изучить весь спектр его проявлений в астрофизике и космологии, обладать информацией о возможных свойствах и современных результатах поиска. Безусловно, тёмная материя входит в общие курсы астрофизики, астрономии или космологии, но новая учебная дисциплина «Природа тёмной материи» собрала квинтэссенцию знаний о проявлениях тёмного вещества во Вселенной и его возможной природе.
Появление такого курса продиктовано необходимостью подготовить студентов к участию в современных экспериментах по поиску гипотетических частиц тёмной материи, которые активно проводятся на различных установках на Земле и в космосе. На кафедре экспериментальной ядерной физики и космофизики совсем недавно завершился полётный этап крупного международного эксперимента PAMELA, главной задачей которого являлся поиск следов частиц тёмной материи в заряженной компоненте космических лучей. Полученный объём научных данных таков, что их обработка будет продолжаться ещё не один год. Тем не менее, на смену эксперименту PAMELA приходит другой крупный проект – ГАММА-400, предусматривающий создание гамма-обсерватории для регистрации сигнала от тёмной материи в гамма-диапазоне.
Несмотря на узкую специализацию курса, его авторы полагают, что он может быть интересен и студентам других направлений, позволив расширить их кругозор и понимание картины мира.