Противоречия в результатах экспериментов по поиску частиц темной материи могут быть сняты, если допустить, что темная материя бывает двух типов - Гранит науки - 2010-06-16

Противоречия в результатах экспериментов по поиску частиц темной материи могут быть сняты, если допустить, что темная материя бывает двух типов – такое мнение высказывают американский физик Даниэль Фельдман с коллегами в статье, которую публикует один из журналов Американского Физического Общества (American Physical Society) Physical Review D.

Новая теория, прежде всего, направлена на прояснение загадочных данных, полученных в эксперименте PAMELA в 2008 году. Международный проект с основным российским и итальянским участием стартовал ровно 4 года назад – с космодрома Байконур был осуществлен запуск космического аппарата РЕСУРС-ДК1 со спектрометром PAMELA (Payload for Antimatter -Matter Exploration and Light Nuclei Astrophysics) на борту. Одной из его задач этого инструмента является исследование потоков частиц и античастиц, таких как позитроны и антипротоны, в определенном энергетическом диапазоне. Данные по позитронам оказались неожиданными – в космических лучах с энергией от 10 до 100 ГэВ их было больше, чем предсказывали расчеты. Исследователи предположили, что PAMELA регистрирует следы аннигиляции частиц темной материи. Но тогда должна была иметь место подобная картина и с антипротонами, которые также должны были возникнуть при аннигиляции. Ничего похожего для антипротонов зарегистрировать не удалось. С другой стороны в начале этого года были опубликованы данные эксперимента под названием Криогенный Поиск Темной Материи (Cryogenic Dark Matter Search, CDMS-II), который проходит в подземной шахте в штате Миннесота. В нем были выявлены два события, которые, с определенными поправками, физики оценивают как возможное свидетельство регистрации слабовзаимодействующих массивных частиц или (от английской аббревиатуры WIMPs) вимпов, приписываемых теорией темной материи. Природа вимпов в подземном детекторе совсем иная – о них лишь косвенным образом свидетельствуют заряды, образующиеся от случайного взаимодействия атомов германия и кремния, из которых состоит детектор, с частицами-вимпами при прохождении Земли через скопления темной материи в нашей галактике. Свести воедино разноречивые результаты двух исследований пытается теоретик из Университета Мичигана (University of Michigan) Даниэль Фельдман и его соавторы.

Идея Фельдмана в изложении редакции специализированного порталв physicsworld заключается в том, что темная материя, составляющая до 85% гравитационной массы Вселенной, может быть представлена двумя типами частиц – обычными, которые можно будет обнаружить в экспериментах прямым наблюдением, и частицами так называемого «скрытого сектора», которыми объясняется сигнал, зарегистрированный PAMELA. Частицы вимпы были придуманы для простого объяснения темной материи, как гипотетической субстанции, способной обнаружить себя только в гравитационных и электрослабых взаимодействиях. Однако эксперименты последних лет усложняют эту гипотезу. В многокомпонентной темной материи вимпы присутствуют, но как частицы, образующие при аннигиляции очень мало антиматерии, и они являются античастицами самим себе. В то же время частицы из скрытого сектора темной материи вследствие аннигиляции распадаются до позитронов, но не антипротонов. И тогда мы видим картину, полученную спектрометром PAMELA.