В поисках темной материи

Несмотря на существующие научные исследования и множество довольно убедительных косвенных доказательств, тёмная материя всё ещё не была обнаружена и, по сути, её существование так и остаётся не доказанной гипотезой. Учёные не могут понять, какова её природа и как её можно обнаружить.

При этом считается, что почти 85% прогнозируемоймассы Вселенной определяется именно тёмной материей. В попытке представить своё объяснение исследователи из Саутгемптоновского университета предложили теоретическое обоснование существования новой «лёгкой» частицы — составляющей тёмной материи.

Стоит отметить, что многие учёные полагают, будто частицы тёмной материи имеют очень большую массу, то есть подобны тяжёлым атомам. Ранее никто даже не рассматривал возможность существования лёгких частиц тёмной материи.

Согласно новой гипотезе, предложенной междисциплинарной командой теоретиков, гипотетическая частица должна иметь массу 100 эВ/с2 (1,78266184 × 10-34 кг), что составляет примерно 0,02% от массы электрона. Такая частица, по-видимому, будет взаимодействовать с обычной материей, но не со светом. В отличие от других кандидатов на звание частиц тёмной материи, она не может проникать в атмосферу Земли из-за её бесконечно малой массы.

«Наша работа объединила разнообразные области физики: теоретическую физику частиц, рентгеновскую астрономию и квантовую оптику, – рассказывает доктор физики и астрономии Джеймс Бейтман (James Bateman). – Наш кандидат в частицы на первый взгляд выглядит невозможным, однако на настоящее время результаты экспериментов и наблюдений не исключают его существование. Тёмная материя – одна из самых важных нерешённых проблем современной физики, и мы надеемся, что наше предположение вдохновит и других учёных развить эту теорию и даже провести экспериментальные испытания».

Команда считает, что на Земле эти частицы вряд ли будут когда-либо обнаружены. Их следует искать с помощью космических экспериментов, например, макроскопического квантового резонатора (MAQRO). Преимущество такого «эксперимента» в том, что все замеры будут производиться при невероятно низких температурах и в условиях сверхвысокого вакуума космоса.

Если новые лёгкие частицы тёмной материи будут найдены, эксперимент MAQRO улучшит понимание квантовой природы аналогичных объектов.