Пролетая сквозь земную атмосферу, загадочные частицы темной материи могут оставлять ионизированный след. Это позволяет надеяться, что их удастся обнаружить с помощью обычных радаров.
Обычное вещество, из которого состоят звезды, планеты и плазма, составляет лишь незначительную часть нашей Вселенной. Ее доля оценивается всего в несколько процентов. При этом более 22 процентов приходится на темную материю. Она никак не взаимодействует с обычной, не поглощает и не преломляет свет, зато проявляется за счет гравитационного влияния на рост и движение звезд, скоплений и галактик. Из каких частиц состоит темная материя, до сих пор не известно, и все попытки уловить их остаются безуспешными. Это питает самые экзотические гипотезы о ее природе, вплоть до существования зеркальной нашему миру «Антивселенной».
Ключевая проблема с поисками частиц темной материи заключается в том, что физики до сих пор не понимают, что именно требуется найти. Их масса и другие свойства непонятны, а ведь именно от этого зависит метод поиска, устройство детекторов и прочее. Однако новая работа ученых из Университета штата Огайо (США) предлагает совершенно иной подход, который, теоретически может обнаружить следы темной материи в широком диапазоне возможных характеристик. Статья Джона Бикома (John Beacom) и его коллег представлена в библиотеке препринтов arXiv.
Для этого ученые предложили обратиться к уже существующим инструментам обнаружения метеоров, движущихся через атмосферу Земли. При полете такие тела вызывают ионизацию, оставляя след из ионов и свободных электронов. Электромагнитные волны отражаются от заряженных частиц, делая их видимыми для наземных радаров. По расчетам Бикома и его соавторов, аналогичные ионизированные следы могут оставлять гипотетические частицы темной материи, пролетая в воздухе.
Ученые подсчитали эффективную площадь рассеяния, которую могут иметь эти частицы на данных радаров, и предложили уже начать поиски, превратив всю земную атмосферу в гигантский детектор. По их словам, такая работа позволит если не найти неуловимые частицы, то по крайней мере проверить некоторые космологические наблюдения темной материи, отличающиеся недостаточными точностью и надежностью.