11 серпня 2023 р.
Астрономи шукають анігіляцію темної матерії в центрі Землі
Темна матерія — одна з найскладніших таємниць сучасної космології. Астрономи зібрали багато доказів, що така субстанція має існувати, але стандартна модель у фізиці елементарних частинок не вказує на частинку — носія темної матерії. Отже, науковці мають дилему: або з’ясувати її природу, або відмовитися від ідеї існування цієї субстанції. Хороша новина полягає в тому, що є кілька проєктів з пошуку темної матерії, і один із них, нейтринна обсерваторія IceCube, нещодавно оприлюднив новий результат.
Нейтринна обсерваторія IceCube не може прямо реєструвати темну матерію, але може виявляти ефекти темної матерії, що спричиняють утворення нейтрино. Одна з основних гіпотез щодо носіїв темної матерії передбачає існування масивних частинок, які взаємодіють переважно одна з одною і слабко з частинками речовини. Ці масивні частинки, що слабко взаємодіють (Weakly Interacting Massive Particles, WIMP), можуть ховатися в ядрі Землі.
Якщо гіпотеза WIMP (вімпи) правильна, то частинки темної матерії, зіткнувшись з масивним об’єктом, таким як планета чи зоря, потрапляють у гравітаційну пастку і накопичуються в центрі об’єкта. Час від часу вімпи стикаються один з одним, спричиняючи розпад частинок, що утворюють нейтрино. Це означає, що в центрі Землі має бути надлишок нейтрино, який IceCube зможе виявити.
Фото з сайту www.universetoday.com.
У новому дослідженні науковці виконали аналіз даних IceCube за десятиліття і не знайшли доказів надлишку нейтрино. Заважаючи на енергетичний «поріг» детекторів IceCube, це фактично знімає з розгляду вімпи з масою понад 100 ГеВ або трохи більше 100 мас протона. Результат узгоджується з іншими дослідженнями, які також не виявили WIMP великої маси. Частинки темної матерії меншої маси все ще можливі, але нині науковці мають тривалу історію, коли кількість кандидатів у носії темної матерії зменшується.
Існують плани оновити IceCube, щоб підвищити чутливість приймачів. Це дасть змогу виконувати подальші пошуки вімпів меншої маси і, нарешті, виявити темну матерію. Але у науковців швидко закінчуються можливості. Наразі вони виключили кілька кандидатів у темну матерію, і їм, можливо, доведеться розглянути альтернативи, такі як модифікована гравітація. Але це вже інша історія.
За інф. з сайту www.universetoday.com
