Знакомьтесь – пять основных кандидатов на звание темной материи

Тaкжe eсть силы элeктрoмaгнeтизмa, кoтoрыe вoзникaют мeжду чaстицaми, имeющими элeктричeский зaряд. И тaкиe пoиски aксиoнoв вeдутся в нaстoящee врeмя нeскoлькими экспeримeнтaми, в тoм числe Axion Dark Matter Experimentis.3. И сeйчaс прoвoдится нeскoлькo экспeримeнтoв, в тoм числe и XENON100, цeлью кoтoрыx являeтся рeгистрaция тaкиx столкновений.Следует отметить, что WIMP-частицы являются предметом исследований, направленных на изучение физики, лежащей за пределами Стандартной Модели. Это, в свою очередь, означает, что в недрах этих объектов должно находиться большое количество дополнительной невидимой материи, состоящей из элементарных частиц новых видов, которые еще не были открыты учеными.В природе существуют четыре вида фундаментальных сил, при помощи которых элементарные частицы взаимодействуют друг с другом и окружающей их средой. Теория суперсимметрии, которая является одной из успешных современных теорий, объясняющих множество феноменов и аномалий в наблюдениях, определяет, что все частицы-бозоны, в том числе и фотон, обладают “суперсимметричным” партнером. Согласно имеющейся теории, каждый квадратный сантиметр площади пронизывается в секунду 100 тысячами WIMP-частиц, однако, они способны взаимодействовать с окружающим миром только через силы слабых ядерных взаимодействий и через силы гравитации, что обеспечивает их неуловимый характер.Математические модели показывают, что если WIMP-частицы существуют в реальности, то их размеры должны минимум в пять раз превышать размеры самых больших частиц обычной материи. Если аксионы существуют, то они должны распадаться, образуя пары частиц света, фотонов, которые, в свою очередь достаточно просто зарегистрировать при помощи современных технологий. Согласно теории, частицы Калуцы-Клейна должны иметь массу в 440-600 раз превышающую массу протонов, они могут взаимодействовать с окружающей средой при помощи сил электромагнетизма и гравитации. И, наконец, еще существуют силы гравитации. Однако, наблюдая за Вселенной, ученые не могут видеть эти частицы, так как они скрыты в недрах пятого дополнительного измерения.К счастью, такие частицы можно достаточно легко обнаружить экспериментальным путем, ведь они должны распадаться, образуя нейтрино и фотоны. Однако, они являются невидимыми в силу одной особенности – они не излучают ни света, ни излучения любого другого вида.Единственным способом наблюдать MACHO-объекты является регистрация изменений яркости свечения далеких звезд, транзитный метод, используемый для поисков экзопанет. Такое различие объясняет, почему такие частицы очень тяжело не то, что увидеть, но и зарегистрировать при помощи специально предназначенных для этого научных инструментов. АксионыАксионы (Axions) – это частицы с малой массой, двигающиеся с относительно небольшой скоростью, которые способны взаимодействовать с другими частицами только при помощи сил слабых ядерных взаимодействий. И следы распадов такого вида ученые сейчас ищут в ходе экспериментов на Большом Адроном Коллайдере.5. Количества обычной материи, из которой состоят эти объекты, недостаточно для создания гравитационных сил, способных удерживать эти объекты в целостности. В случае фотона этот партнер, отличающийся от оригинала типом углового момента вращения, имеет название фотино (photino). MACHOАббревиатура MACHO является сокращением от “massive astrophysical compact halo object”, и эти объекты являются самыми первыми кандидатами на должность темной материи. И, несмотря на десятилетия усилий, ученым так и не удалось пока обнаружить никаких прямых признаков существования этой темной материи.Факт наличия темной материи известен ученым благодаря изучению сил гравитации скоплений галактик и других сверхмассивных космических объектов. WIMPWIMP-частицы (Weakly Interacting Massive Particle) являются частицами гипотетического типа, которые коренным образом отличаются от любых известных нам частиц. Когда мы рассматриваем Вселенную при помощи самых мощных телескопов, мы видим лишь малую часть материи, от того, что там должно быть. И эти данные совпадают с соотношением между обычной и темной материей, вычисленным учеными при помощи некоторых вторичных эффектов. Есть силы слабых ядерных взаимодействий, которые принимают участие в процессах распада ядер атомов. Тем не менее, и в Стандартной Модели определена возможность существования этих частиц.2. Такие частицы можно обнаружить только в редкие моменты их “лобового” столкновения с ядрами атомов обычной материи, в результате которых будут произведены фотоны света. ГравитиноТеории, являющиеся комбинацией Общей теории относительности Альберта Эйнштейна и теории суперсимметрии, определяют возможность существования экзотической частицы под названием гравитино (gravitino). Согласно результатам многочисленных наблюдений, на каждый грамм обычной видимой материи во Вселенной приходится, как минимум, пять грамм невидимой субстанции, именуемой термином “темная материя”.

Комментарии и уведомления в настоящее время закрыты..

Комментарии закрыты.