30 лет прошли безрезультатно. Настало время поддержать новых предприимчивых физиков.
Прошло три десятилетия с момента первого прямого поиска темной материи, скромной попытки рециркуляции данных с детектора частиц, изначально созданного для других целей. Эта работа стала быстрой реакцией на предложение физиков-теоретиков Марка Гудмана и Эдварда Виттена, которые обратили внимание на возможность обнаружения темной материи по ядерным катушкам. Предлагаемый экспериментальный подход аналогичен игре в бильярд с невидимым бильярдным шаром. Если вы видите цветной бильярдный шар (атомное ядро в теле детектора), внезапно отворачивающийся без видимой причины, вы знаете, что он должен был быть затронут чем-то, чего вы не можете видеть непосредственно (частица темной материи).
Гипотетические "бильярдные шары" были собраны вместе под одним остроумным названием - WIMPs, что расшифровывается как (Слабо Взаимодействующие Массивные Части). Этот довольно общий термин охватывает все новые частицы, способные генерировать ядерные импульсы, но не участвующие в других механизмах взаимодействия, которым благоприятствует взаимодействие известных частиц. Экспериментаторы предложили и реализовали большое количество гениальных методик для поиска этих ядерных катушек. В ходе экспериментов были реализованы новые умные способы приема сигналов, поступающих только от ядерных катушек, при этом отвергались все другие формы взаимодействия.
Когда речь заходит о темной материи, нам может быть трудно принять то, что говорит нам природа.
За исключением изолированного поиска аксонноподобных частиц (ALPS), охотники за темным веществом в основном сосредоточились на обнаружении WIMP. Эта преданность не связана с тем, что учёные зациклились на игре в микроскопический бильярд: WIMP, естественно, генерируются, например, сверхсимметричными расширениями Стандартной модели взаимодействия частиц. Здравый смысл диктует, что в первую очередь следует искать кандидатов из темной материи, имеющих солидную теоретическую мотивацию.
Все это очень разумно, но есть только одна проблема: это не сработало. После 30 лет экспериментов с WIMP ни один эксперимент не дал однозначных доказательств.
Сочетание отрицательных результатов как поисков темной материи, так и экспериментов с ускорителями привело к постепенному сокращению суперсимметричных моделей, способных порождать WIMP, имеющий отношение к космологии. Возможно, как реакция на это теоретики активно исследовали альтернативы. В последние несколько лет наблюдается всплеск теоретического интереса к альтернативам "ванильного" WIMP средней массы, взаимодействующего через ядерные катушки. В этом всплеске активности можно выделить две часто пересекающиеся темы: Частицы с более легкой массой, неспособные в силу своего малого импульса вырабатывать сигналы, превышающие чувствительность современных детекторов, и изучение механизмов взаимодействия, отличных от ядерных катушек. Этот сдвиг интереса может быть проиллюстрирован последним утверждением касательно темной материи, которое было сделано Эдвардом Виттеном и его современными коллегами: Частица, настолько светлая, что ее длина волны будет растягивать диаметр типичной галактики.
Но экспериментаторы пока еще не сошли с выбранного пути. Мы, экспериментаторы, должны быть людьми, прочно стоящими на земле практики, в отличие от друзей-теоретиков, которые плывут в облаках спекуляции. Но когда дело доходит до темной материи, нам может быть трудно принять то, что говорит нам природа.
К сожалению, большие инвестиции экспериментального сообщества в следующее и, возможно, последнее поколение детекторов WIMP привели к своего рода инерции, при этом никаких крупных поисков не проводилось. Являются ли экспериментаторы более терпеливыми, чем их коллеги по теории? Более узко мыслящие? Является ли это беспокойство преждевременным? Что такое 30 лет в грандиозной схеме космоса? Ведь Джеймсу Чадвику понадобилось более десяти лет экспериментов, чтобы открыть нейтрон, в том числе и в поисках этих надоедливых ядерных катушек.