По современным представлениям, на видимую материю приходится около 4% вещества во Вселенной, а все остальное как раз темная материя и темная энергия.
Темная энергия — это неизменная энергетическая плотность, равномерно заполняющая пространство Вселенной. Наличие темной энергии предполагает существование ненулевых давления и энергии в вакууме. Темная материя — это такая форма материи, которая не испускает электромагнитного излучения и не взаимодействует с ним, что делает невозможным прямое ее наблюдение. Темная материя дает около 22% вклада в общую плотность Вселенной, на темную энергию приходится 74%, на межгалактический газ — 3,6%, а на звезды, планеты и другие более мелкие объекты — всего 0,4%.
Обнаружение темной материи возможно лишь по создаваемым ею гравитационным эффектам, поэтому физики предсказывают существование новых частиц со свойствами, которые делают их идеальными кандидатами на частицы темной материи.
В мире проводятся несколько экспериментов по обнаружению вимпов. Один из таких проектов, Xenon, был разработан в 2002 году, и начал свою работу в марте 2006 г.
На нынешней неделе коллаборация этого проекта представила новые данные по поиску вимпов.
Соответствующий эксперимент проводился на приборе Xenon100, расположенном глубоко под землей в Национальной лаборатории Гран-Сассо — одной из четырех лабораторий Национального института ядерной физики (Италия). Эта лаборатория находится в 120 км от Рима, на территории Национального парка Гран-Сассо и Монти-делла-Лага, и является самой большой подземной лабораторией в мире, которая предназначена для проведения экспериментов в области физики элементарных частиц, астрофизики и ядерной физики. Подземные помещения лаборатории располагаются на средней глубине 1400 м, что позволяет исключить влияние постоянно бомбардирующих Землю космических лучей на результаты экспериментов.
В этой лаборатории, в частности, находится детектор OPERA, который в прошлом году на полгода стал автором громкой научной сенсации, ошибочно зарегистрировав (из-за проблем с синхронизацией часов и неисправного кабеля) нейтрино, движущиеся со скоростью, превышающей скорость света.
skin: article/incut(default)
data:
{
"_essence": "test",
"incutNum": 6,
"picsrc": "Схема эксперимента XENON100. Вимп (WIMP), попадая в прибор, взаимодействует с ядром атома ксенона (Sensitive volume), эти события (первичное -- S1 и вторичное -- S2) порождают вспышки света, которые регистрируются путем измерения напряжения // Alan Stonebraker",
"repl": "<6>:{{incut6()}}",
"uid": "_uid_4687121_i_6"
}
skin: article/incut(default)
data:
{
"_essence": "test",
"incutNum": 1,
"picsrc": "Елена Эйприле, руководитель проекта XENON // columbia.edu",
"repl": "<1>:{{incut1()}}",
"uid": "_uid_4687121_i_1"
}
Результат пока разочаровывает охотников за темной материей: никаких доказательств существования вимпов получено не было.
По сравнению с предыдущими данными этого же эксперимента, чувствительность прибора была увеличена в 3,5 раза. Это накладывает дальнейшие ограничения на модели Новой физики и еще больше сужает диапазон параметров кандидатов в вимпы, что должно помочь в последующих поисках этих частиц.
Дальнейшее повышение точности эксперимента либо позволит найти доказательства существования вимпов, либо же обнаружить другие формы существования темной материи («Газета.Ru» рассказывала о некоторых предположениях, какие это могут быть формы).
Для работы в этом направлении планируется использовать как Xenon100, так и новый прибор — Xenon1T, разработка которого ведется в настоящее время. «В ходе этих двух экспериментов будет исследована абсолютно вся область ожидаемых значений параметров вимпов, — рассказала Эйприле. — Прибор Xenon1T начнет работу в 2015 году».
skin: article/incut(default)
data:
{
"_essence": "test",
"incutNum": 2,
"picsrc": "Физик Петр Шагин, активный участник эксперимента XENON // astroparticlelab.rice.edu",
"repl": "<2>:{{incut2()}}",
"uid": "_uid_4687121_i_2"
}
Команда проекта Xenon состоит из сотрудников 15 американских институтов, а также научных учреждений Франции, Германии, Италии, Нидерландов, Израиля, Португалии, Швейцарии и Китая. «Эксперимент Xenon100 является международным, но, к сожалению, российские институты не принимают в нем участия. Я активно участвую во многих аспектах данного эксперимента, как сотрудник американского Университета Райса (Хьюстон, США)», — отметил Петр Шагин, уроженец Архангельска, в 1986 году ставший в качестве сотрудника Института физики высоких энергий лауреатом премии Ленинского комсомола «за обнаружение и исследование G (1590) — мезонановой элементарной частицы со свойствами глюбола».
