Учёные сделали удивительное открытие, обнаружив следы антиматерии в космических лучах, что может свидетельствовать о существовании так называемых WIMP — слабо взаимодействующих массивных частиц, которые, вероятно, составляют основную часть тёмной материи. Исследование, опубликованное в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, предлагает новые данные о природе этих загадочных частиц и открывает новые перспективы в изучении тёмной материи.
Тёмная материя составляет более 85% всей материи во Вселенной, однако её природа остаётся одной из главных загадок современной физики. WIMP — гипотетические частицы, которые могут взаимодействовать только через гравитационные и слабые ядерные силы, идеально подходят на роль кандидатов в тёмную материю. Несмотря на это, их существование пока не было экспериментально подтверждено.
Недавние наблюдения с использованием AMS-02 (альфа-магнитного спектрометра), установленного на борту Международной космической станции, предоставили неожиданные данные, которые могут указать на связь WIMP с антиматерией в космосе.
В ходе экспериментов AMS-02 учёные обнаружили в космических лучах следы антиядер, в частности, антигелия, что стало неожиданностью для научного сообщества. Физик Педро Де ла Торре Луке и его коллеги, проанализировав эти данные, пришли к выводу, что такое количество антигелия сложно объяснить существующими астрофизическими моделями. Возможно, это явление связано с аннигиляцией WIMP.
Согласно теории, при столкновении двух частиц WIMP может происходить их аннигиляция, в результате чего выделяется энергия, которая преобразуется в частицы материи и антиматерии. Однако стандартные модели космических лучей предсказывают, что антиядра, такие как антигелий, должны быть чрезвычайно редкими. В действительности же AMS-02 зафиксировал около десяти событий, связанных с антигелием, что значительно превышает ожидаемые показатели.
Особое внимание учёных привлекли ядра антигелия-4, которые намного тяжелее и реже встречаются, чем антигелий-3. Согласно существующим моделям, такие тяжёлые ядра должны образовываться крайне редко, особенно в результате взаимодействий космических лучей с межзвёздной средой. Однако обнаруженное количество антигелия-4 ставит под сомнение эти модели и указывает на существование неизвестных процессов, которые могут объяснить столь аномальные наблюдения.
Педро Де ла Торре Луке отмечает, что даже в самых оптимистичных моделях WIMP количество антигелия-4 не может быть объяснено. Это открытие заставляет учёных задуматься о возможности существования ещё более экзотических частиц, которые могли бы объяснить эти аномалии. Возможно, мы имеем дело с частицей или классом частиц, которые выходят за рамки всех существующих представлений о тёмной материи.
Исследование Де ла Торре Луке и его команды подтверждает, что путь к пониманию WIMP и тёмной материи ещё далёк от завершения. Теперь необходимы более точные наблюдения и, вероятно, пересмотр некоторых аспектов стандартной модели. Возможно, предстоит открыть новый сектор физики с участием неизвестных «экзотических» частиц, что позволит учёным глубже проникнуть в тайны тёмной материи.
