Новости науки: Поиски темной материи продолжаются.

Автор: Ярослав Космос . Опубликовано в категории: АСТРОФИЗИКА

1 1 1 1 1 Рейтинг 5 [6 Голоса (ов)]

Инструмент для поиска темной материи LUX.

В отличие от рентгеновских лучей, которые не видно невооруженным глазом, но оборудование может измерить, ученым еще предстоит обнаружить темную материю после трех десятилетий поисков и самых чувствительных инструментов в мире.

Ученые пытаются найти ее в некоторых из самых изолированных в мире районов - глубоко под землей и в космическом пространстве.

Следы влияния темной материи

Как и отпечатки лап, оставленные неуловимым животным, космос полон признаков существования темной материи, но мы не видим ее напрямую. Однако, ТМ составляет около 84,5% от общей массы материи во Вселенной.

Астроном Фриц Цвикки(Fritz Zwicky) обнаружил признаки темной материи в 1933 году, когда он рассматривал скопление галактик. Он заметил, что они излучали намного меньше света, чем они должны были быть, принимая во внимание их массу. После выполнения некоторых вычислений, он понял, что большая часть массы кластера не излучает свет или электромагнитное излучение на всех длинах волн.

Ученые считают, что темная материя состоит, скорее всего, из совершенно новых элементарных частиц, которые выходят за рамки стандартной модели, в которую все известные в настоящее время частицы вписываются. Эти, пока еще неизвестные частицы, будут взаимодействовать слабо или вообще не взаимодействовать с другими известными частицами, что делает их обнаружение очень трудной задачей. Есть два вероятных типа частиц, которые теоретики постулировали для описания характеристик темной материи: вимпы и аксионы.

Слабовзаимодействующая массивная частица (WIMP) будет электрически нейтральной и от 100 до 1000 раз более массивной, чем протон. Аксионы не будут иметь электрический заряд и будут чрезвычайно легкими - возможно, как одна-триллионная массы электрона.

На охоту за темной материей

Мало того, что темная материя не излучает свет или электромагнитное излучение, она даже не взаимодействует с ними. На самом деле, единственное взаимодействие, с помощью которого темная материя взаимодействует с обычной материей - это гравитация. Вот почему миллионы частиц темной материи проходят через обычную материю незамеченными. Для того, чтобы захватить хотя бы одну частицу, ученые используют очень сложное оборудование.

Большой подземный Ксеноновый эксперимент и прямое обнаружение

Большой подземный Ксеноновый детектор (LUX), эксперимент, который проходил в течение почти двух лет и закончился в мае 2016 года, был одним из наиболее значительных усилий для непосредственного обнаружения темной материи. Об этом эксперименте Вы можете прочесть здесь

Кроме того, Земля имеет экстраординарное количество радиоактивного "шума". Пытаясь обнаружить взаимодействия темной материи на поверхности Земли походит на попытку услышать кого-то, кто шепчет через класс шумной школы.

Альфа Магнитный Спектрометр(АМС) и косвенное обнаружение

АМС работает в рамках эксперимента, нацеленного на косвенное обнаружение ТМ.

Некоторые теоретики предполагают, что сталкивающиеся частицы темной материи могут аннигилировать, производя две или более «нормальных» частиц. Теоретически, сталкивающиеся WIMP'ы могут производить позитроны. Альфа магнитный спектрометр(АМС) на МКС захватывает космические лучи. Если AMС обнаружит большое количество позитронов в спектре высоких энергий, где их они обычно нет, то это может быть признаком темной материи.

"AMC является прекрасным инструментом," сказал Майкл Саламон(Michael Salamon) из отдела Физики Высоких Энергий(НЕР) при департаменте энергетики США. "Все признают, что это самый высокоточный в мире измеритель космических лучей за пределами Земли."

Альфа Магнитный Спектрометр(АМС), установленный на корпусе МКС.

До сих пор AMС зафиксировал 25 миллиардов событий. Он обнаружил избыток позитронов в пределах соответствующего диапазона, но нет достаточно доказательств, чтобы утверждать окончательно, где позитроны возникают. Существуют и другие возможные источники высокоэнергетичных позитронов, такие как пульсары.

Производство темной материи на Большом Адронном Коллайдере

Теоретически, ускоритель элементарных частиц может создать темную материю сталкивая стандартные частицы при высоких энергиях. В то время как ускоритель не может обнаружить саму темную материю, она могла бы указать на "недостающую" энергию, производимую от такого взаимодействия.

Извлеченные уроки и будущее исследований

До настоящего времени ни один эксперимент не дал окончательное утверждение на присутствие темной материи. Но, отрицательный результат - тоже результат. Эти эксперименты сузили поле нашего поиска.

Ученые ищут ТМ по целому ряду сильных взаимодействий и масс. "Поскольку эксперименты становятся более чувствительными, мы начинаем устранять теоретические модели," сказал Саламон.

Поиски ТМ далеки до завершения. С каждым битом данных, мы приближаемся к пониманию этого вездесущего, еще неуловимого аспекта Вселенной.

НАУЧНАЯ РАБОТА: ПО МАТЕРИАЛАМ:

НЕ ЗАБУДЬТЕ ПОДЕЛИТЬСЯ ЭТОЙ СТАТЬЕЙ:

2017-02-16 00:26:38 Ученые используют различные инструменты для обнаружения "неуловимой" Темной Материи.
AstroNews Logo

Комментарии  

 
metal
+2 #1 metal 31.10.2016 15:19
Цитата:
Теоретически, сталкивающиеся WIMP'ы могут производить позитроны.
Почему именно позитроны?
Цитировать Сообщить модератору
 
 
LV46
+3 #2 LV46 31.10.2016 20:39
Цитирую metal:
Почему именно позитроны?

В устаревшей уже странице Вики о Вимпах указываются только высокоэнергетические нейтрино.
По последним данным Вимпы распадаются на пару электрон-позитрон и антинейтрино.
Из этих частиц именно позитроны детектируются АМС.
Цитировать Сообщить модератору
 
 
Станислав
0 #3 Станислав 15.04.2017 08:38
Рекомендую посмотреть статью ОТКРЫТИЕ НОВОЙ ФОРМЫ МАТЕРИИ И РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ ТЕМНОЙ МАТЕРИИ. ВАЖНЕЙШАЯ ОСОБЕННОСТЬ КОЛЛАЙДЕРА в журнале ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ 1(34), ч.1,с.83
http://euroasia-science.ru/wp-content/uploads/2017/02/Euroasia_%D1%8F%D0%BD%D0%B2%D0%B0%D1%80%D1%8C_1_%D1%87%D0%B0%D1%81%D1%82%D1%8C_%D0%B6%D1%83%D1%80%D0%BD%D0%B0%D0%BB-5-86.pdf
Цитировать Сообщить модератору
 
 
Ярослав Космос
0 #4 Ярослав Космос 16.04.2017 03:49
Последние исследования показывают нормальное отношение в кривых вращения галактик (на основе которых ранее была введено понятие тёмной материи).
Так что ни самой ТМ ни её частиц вполне вероятно и не существует.

http://www.astronews.space/galaxies/231-novosti-kosmosa-gruppa-uchenykh-nakhodit-otnoshenie-radialnykh-uskorenij-vo-vsekh-rasprostranennykh-tipakh-galaktik
Цитировать Сообщить модератору
 

Добавить комментарий

Комментарии нарушающие ПРАВИЛА будут удаляться, а их авторы возможно будут забанены.

СЛУЧАЙНЫЕ НОВОСТИ КОСМОСА

Новости науки: В результате падения астероида(-ов) наибольше смертей будет от сильного ветра и ударных волн.

Падение метеорита рисунок художника.

Это не будет цунами. И не землетрясение. Нет, если астероид и убьет вас, скорее всего, будут виноваты порывы ветра и ударные волны от падения космических скал.

Это один из выводов из компьютерного моделирования, в ходе которого были изучены риски летального исхода из более чем миллиона возможных астероидных ударов.

Подробнее...

Новости науки: Новая частица поможет решить две основные проблемы в физике элементарных частиц.

Приблизительные регионы для поиска нового электрофобного бозона.

Несмотря на огромную энергию в 13 ТэВ LHCа, которой более чем достаточно, чтобы обнаружить множество частиц, указанных различными теоретиками, никаких новых частиц обнаружено не было, кроме бозона Хиггса в 2012 году.

В то время как отсутствие новых частиц является очень информативным само по себе, многие физики все еще "тоскуют" по "новой физике" или физике за пределами стандартной модели.

Подробнее...

Новости космоса: Астрономы обнаружили первую "туманность пульсарного ветра" вокруг магнитара.

Иллюстрация масштаба Нейтронной звезды и острова Манхэттен.

Астрономы впервые обнаружили огромное облако частиц высокой энергии под названием "Плерион" или "Туманность пульсарного ветра (Pulsar wind nebula) вокруг редкой ультра-магнитной нейтронной звезды т.н. магнетара.

Находка открывает уникальные возможности, окружающей среды и вспышек магнетаров в истории их изучения, объектов, которые являются самыми сильными магнитами во Вселенной.

Подробнее...