 Эта загадка известна с 30-х годов прошлого века. Уже тогда швейцарский астроном Фриц Цвикки пришел к выводу, что реальная масса скоплений галактик гораздо больше, чем масса всего того, что можно было наблюдать в них непосредственно в телескопы. Все указывало на то, что в космосе кроме привычного для нас вещества есть еще нечто, обладающее массой, но нами невидимое. Эту загадочную субстанцию принято называть «темным веществом».
Вещество-невидимка составляет примерно 25% всей материи Вселенной. Проблема в том, что частицы темного вещества очень слабо взаимодействуют друг с другом и с обычным веществом. Настолько слабо, что это взаимодействие до сих пор никак не удавалось зафиксировать, — мы видим только результат гравитационного влияния этих частиц.
Сегодня даже консервативно настроенные ученые полагают, что в течение ближайшего десятилетия удастся «ухватить за бороду» частицы темной материи. Самое заманчивое — поймать их в лаборатории. Подобные эксперименты проходят в глубоких шахтах, чтобы уменьшить число помех из-за частиц космических лучей.
Оптимисты считают, что новые данные о темном веществе можно будет получить на ускорителях, например на Большом адронном коллайдере (LHC). Однако, на мой взгляд, это куда менее вероятно.
Сами астрофизики тоже не сидят сложа руки. Частицы темного вещества могут аннигилировать (по-простому — взаимоуничтожаться). В результате возникает гамма-излучение, а также появляются пары вполне «нормальных» частиц и античастиц, например электрон и позитрон. Астрономы с помощью наземных и космических устройств пытаются поймать гамма-сигналы и потоки античастиц, которые могут быть следами темной материи.
Некоторые инструменты
CDMS-2 (Cryogenic Dark Matter Search) — темное вещество ищут в специальной подземной обсерватории при очень низких температурах: чуть выше абсолютного нуля. Сейчас работы идут в штате Миннесота на глубине 600 метров. В 2007 и 2008 годах удалось зарегистрировать всего два события, которые можно истолковать как след темного вещества.
EDELWEISS-2 — европейская коллаборация по поиску темного вещества. Эксперимент начался в 2009 году и проходит в глубокой подземной лаборатории Модан в автомобильном тоннеле Фрежюс во Франции. Принцип поиска тот же, что и в предыдущем эксперименте.
H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) — международный проект, комплекс из четырех 12-метровых телескопов, начавший работу в 2004 году в Намибии. Инструмент предназначен для поиска источников частиц с энергией более 100 гигаэлектрон-вольт. Предполагается, что именно в этом диапазоне энергий удастся обнаружить свидетельства существования темного вещества.
PAMELA — к Памеле Андерсон это не имеет никакого отношения. Речь идет о международном космическом проекте, в котором участвуют Россия (МИФИ, ФИАН и ФТИ РАН), а также Италия, Швеция, Германия и Индия. Аппаратура установлена на борту российского спутника «Ресурс» и уже выдала крайне интересный результат, связанный с избытком позитронов в сравнении с предсказаниями Стандартной модели. Некоторые исследователи как раз и связывают этот избыток с аннигиляцией частиц темной материи.
AMS — этот магнитный спектрометр разработан в ЦЕРНе и совсем недавно установлен на Международной космической станции. С его помощью исследуют потоки античастиц.
|
