Темная материя: проблема «последнего парсека», новые факты и рекорды в поисках

Знание – силаНаука

Загадка темной материи по-прежнему не раскрыта

Обзор подготовил Игорь Харичев

Ученые продолжают упорный поиск возможных кандидатов на роль частиц темной материи. По-прежнему остаются востребованными три гипотезы того, что это за частицы. Во‑первых, ВИМП (от английского Weakly Interacting Massive Particle – слабовзаимодействующая массивная частица1). Это гипотетическая частица темной материи. Во‑вторых, аксион – тоже гипотетическая нейтральная псевдоскалярная элементарная частица, но первоначально введенная для объяснения того, что электрический дипольный момент нейтрона, который мог бы вызвать прецессию нейтрона в электрическом поле, оказался по крайней мере в десять миллиардов раз меньше, чем можно было бы ожидать. Наконец, в‑третьих, стерильное нейтрино – еще одна гипотетическая частица, масса которой в несколько тысяч раз превышает массу обычного нейтрино. Об этих гипотезах и экспериментах, направленных на поиск связанных с ними частиц, рассказывал в ноябрьском номере «Знание – силы» за 2022 год Игорь Иванович Ткачев, академик РАН, доктор физико-математических наук, заведующий отделом экспериментальной физики Института ядерных исследований РАН. Ученый, непосредственно занятый выяснением вопроса: верна ли гипотеза о том, что частицами темной материи являются тяжелые нейтрино?

Новые результаты в изучении темной материи появляются регулярно. Увы, ответа на вопрос: из каких частиц она состоит, по-прежнему нет. Природа темной материи, на которую, как известно, приходится до 26,8% наблюдаемого вещества-энергии во Вселенной, остается одной из самых неуловимых загадок современной науки.

1. Термин WIMP был предложен в 1986 году американским космологом Майклом Тёрнером, который является также автором термина «тёмная материя».

Новый рекорд в поисках темной материи

Большая команда ученых из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли и других научных учреждений США, Великобритании, Португалии, Швейцарии, Южной Кореи и Австралии установила новый рекорд в поисках темной материи, используя самый чувствительный в мире детектор LUXZEPLIN (LZ). Результаты эксперимента, представленные на конференции 26 августа 2024 года, позволяют значительно сузить круг возможных кандидатов на роль темной материи среди слабо взаимодействующих массивных частиц.

Детектор LZ обладает высокой чувствительностью к слабым взаимодействиям WIMP, что позволяет исключить многие теоретические модели, не подтверждающиеся полученными результатами. Например, исследование не обнаружило следов частиц WIMP с массой свыше 9 гигаэлектронвольт/c² (ГэВ/c²), что значительно сужает диапазон возможных масс и взаимодействий для этих частиц. Для сравнения: масса протона немного меньше 1 ГэВ/c².

Эксперимент проводился в подземном исследовательском центре Сэнфорда в Южной Дакоте2, где детектор LZ установлен на глубине около полутора километров под землей. Такая глубина позволяет защитить детектор от космических лучей, которые могут мешать точности эксперимента. Детектор использует 10 тонн жидкого ксенона, что дает возможность отслеживать даже самые слабые взаимодействия частиц с ядрами атомов. Кроме того, детектор был создан с использованием сверхчистых материалов с низким уровнем излучения, что минимизирует фоновое излучение и ложные сигналы.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Революция со счастливым концом Революция со счастливым концом

Рубеж XIX и XX веков отмечен бурными событиями в целом ряде наук

Знание – сила
Сказка о бедняке Оскюс-ооле и его мудрых работниках Сказка о бедняке Оскюс-ооле и его мудрых работниках

Давным-давно жил-был на перекрестке семи улиц сирота Оскюс-оол...

СНОБ
Жизнь в магнитном поле Жизнь в магнитном поле

Как изучают незаметные для органов чувств магнитные эффекты

Наука и жизнь
Банкир всех штатов Банкир всех штатов

Как Амадео Джаннини создал Bank of America

Деньги
Семейный портрет Семейный портрет

Эксклюзивные кадры и интервью Анны Хилькевич и Артура Мартиросяна — для ОK!

OK!
3 самые популярные пластические операции в России: рассказывает хирург 3 самые популярные пластические операции в России: рассказывает хирург

Какие пластические операции делают в России чаще всего?

VOICE
Историческая сага: 5 книг для ценителей масштабных историй Историческая сага: 5 книг для ценителей масштабных историй

Романы-саги, которые позволят рассмотреть мировые события с разных точек зрения

Maxim
Рок-н-ролл из сказки Рок-н-ролл из сказки

Почему «музыкальная сказка» и имя композитора Геннадия Гладкова — синонимы

СНОБ
Заповедная зона Заповедная зона

Самобытная вилла в Подмосковье, вдохновленная философией бренда Visionnaire

SALON-Interior
Ядерный проект века: «Вопрос топлива решится на десятки тысяч лет» Ядерный проект века: «Вопрос топлива решится на десятки тысяч лет»

Создание новых технологий переработки ядерных отходов изменит жизнь человечества

ФедералПресс
Щавель, персик и трансформер: что значит странный сленг подростков и почему взрослые его запрещают Щавель, персик и трансформер: что значит странный сленг подростков и почему взрослые его запрещают

Почему сленговые выражения подростков так злят старшие поколения?

Psychologies
Давид против Голиафа Давид против Голиафа

«Изобретение концлагеря» начиналось в стране буров...

Знание – сила
Как проходил суд над Иосифом Бродским. Отрывок из книги Фриды Вигдоровой Как проходил суд над Иосифом Бродским. Отрывок из книги Фриды Вигдоровой

Глава из книги правозащитницы Фриды Вигдоровой «Дневник матери»

СНОБ
Вечность пахнет нефтью Вечность пахнет нефтью

«Лэндмен»: нефтедобытчики куют американскую мечту

Weekend
История с продолжением История с продолжением

Изящный респектабельный интерьер в стиле современной классики

SALON-Interior
Вместо заводов — дома: сколько промзон реорганизуют в Москве Вместо заводов — дома: сколько промзон реорганизуют в Москве

Как в Москве реализуется механизм комплексного развития территорий

ФедералПресс
Всё идёт по плану Всё идёт по плану

Сегодня не все задумываются о контрацепции в период пременопаузы. А зря...

Новый очаг
Зачем волки воют, а люди – поют Зачем волки воют, а люди – поют

Зачем и как млекопитающие используют акустическую коммуникацию

Знание – сила
Освобождение и эксплуатация: как менялось отношение к обнаженному телу в кино Освобождение и эксплуатация: как менялось отношение к обнаженному телу в кино

Как менялось восприятие женского обнаженного тела?

Forbes
Как понять, что вам не хватает витамина D — и как его получить зимой? Простой ответ Как понять, что вам не хватает витамина D — и как его получить зимой? Простой ответ

Как недостаток витамина D влияет на наш организм?

ТехИнсайдер
Антилопа суни Антилопа суни

Самые маленькие в Африке антилопы – бесстрашные борцы за место под солнцем

Знание – сила
В кругу друзей В кругу друзей

Новый год – самое время, чтобы исправить ошибки и наладить контакт с окружающими

Лиза
Людмила Бабушкина: «Мы обязаны держать планку на высочайшем уровне» Людмила Бабушкина: «Мы обязаны держать планку на высочайшем уровне»

Как обстоят дела с реализацией социальных программ в Свердловской области?

ФедералПресс
Почему у одних самолетов крыло находится в нижней части фюзеляжа, а у других в верхней: 15 неочевидных причин Почему у одних самолетов крыло находится в нижней части фюзеляжа, а у других в верхней: 15 неочевидных причин

От чего зависит расположение крыльев у самолетов?

ТехИнсайдер
Он мне изменяет? Он мне изменяет?

Неочевидные способы распознать обман партнера

Лиза
Как работают слабослышащие таксисты: интервью Как работают слабослышащие таксисты: интервью

Слабослышащий водитель такси — о самых любимых пассажирах и безбилетниках

Maxim
Как стресс, нагрузки и навязанные стандарты красоты влияют на женское здоровье Как стресс, нагрузки и навязанные стандарты красоты влияют на женское здоровье

Как пропадают месячные и при чем здесь расстройства пищевого поведения

Forbes
Болезнь начинается раньше, чем мы думаем: как узнать о деменции за годы до ее проявлений Болезнь начинается раньше, чем мы думаем: как узнать о деменции за годы до ее проявлений

4 симптома, которые могут с высокой вероятностью указать на развитие деменции

Psychologies
«Ледяная шерсть» «Ледяная шерсть»

Cекрет образования «ледяных волос» был частично раскрыт лишь совсем недавно

Наука и жизнь
Залечь на дно в Белфасте Залечь на дно в Белфасте

«Ничего не говори»: история ирландских террористов, рассказанная ими самими

Weekend
Открыть в приложении