До сих пор о существовании темной материи ученые знали только по ее гравитационному воздействию — она удерживает галактики от распада и определяет их структуру. Поскольку темная материя не излучает и не отражает свет, считалось, что обнаружить ее никакими оптическими методами невозможно. Новое исследование специалистов Йоркского университета ставит под сомнение эту аксиому.
Физики предложили неожиданную аналогию — «правило шести рукопожатий», согласно которому любые два человека на планете связаны цепочкой не более чем из шести знакомств. По мнению ученых, нечто подобное может происходить и в мире субатомных частиц. Даже если темная материя не взаимодействует со светом напрямую, она может влиять на него через посредников — другие элементарные частицы, например, через бозоны Хиггса или топ-кварки.
«Это довольно необычный вопрос для научного мира: большинство экспертов уверены, что темная материя — абсолютно темная, то есть никаким образом не излучает и даже не отражает свет. Однако мы показали, что даже самая темная из всех возможных темных материй может иметь своего рода цветовую подпись», — объясняет доктор Михаил Башканов из Школы физики, инженерии и технологий Йоркского университета.
Ученый добавляет, что при определенных условиях этот «цвет» действительно можно обнаружить: «С правильными телескопами следующего поколения мы могли бы его измерить. Это означает, что астрономия может рассказать нам что-то совершенно новое о природе темной материи, значительно упростив ее поиски».
Практическое значение открытия трудно переоценить. Сейчас ученые всего мира проводят дорогостоящие и невероятно сложные эксперименты для поиска различных кандидатов на роль темной материи — слабовзаимодействующих массивных частиц, аксионов, темных фотонов. «Наши результаты показывают, где и как на самом деле нужно искать темную материю. Правильный поиск сэкономит время и поможет сфокусировать усилия физиков», — подчеркивает Башканов.
Если результаты, полученные британскими физиками, подтвердятся, астрономы получат принципиально новый инструмент для изучения темной материи. Вместо попыток зарегистрировать редчайшие столкновения частиц в сложных подземных детекторах, можно будет искать цветовые аномалии в свете далеких звезд, проходящем через скопления темной материи, и это поистине революционный подход к решению одной из главных загадок современной физики.
Ранее телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил таинственные «темные звезды».