Темная материя

Просто Ольга · 10.05.2010, 09:23

Темная материя ускользнула от физиков 07.05.2010

При помощи бака с жидким ксеноном и светочувствительных детекторов ученые смогли доказать, что темную материю пока поймать не удается.

Источник: проект XENON
***
Инфографика Обнаружение частиц темной материи, о котором сообщали ранее две группы физиков, не подтвердилось. Новый, более совершенный прибор, позволил однозначно интерпретировать прошлые результаты как ошибку эксперимента.
***
Забегая вперед, отметим что само существование темной материи из-за опубликованных Physical Review Letters данных никто пока подвергать сомнению не торопится. Обнаружение частиц темной материи и ее наличие— это два разных вопроса.
По мнению Елены Эйприл, руководителя проекта XENON100 и профессора университета Колумбии (США), первые полученные при помощи их детектора данные интересны даже не тем, что «закрывают» два сообщения о возможном обнаружении загадочных частиц.
С ее точки зрения новая информация подтверждает высокую чувствительность построенного в подземной лаборатории уникального детектора.
***
Подземная астрономия Для постройки детектора XENON100 учеными были выбрано, на первый взгляд, весьма экзотическое место. В лабораторный комплекс Гран-Сассо можно попасть через автомобильный тоннель на трассе А24 от Аквилы к Риму.
Параллельно двум автомобильным тоннелям под горами Гран-Сассо прорыт еще один- и в нем-то, под почти полутора километрами горных пород расположена лаборатория.
***
В исследовательском центре под землей ставят эксперименты по астрофизике, а среди работающих в ней ученых есть астрономы. Что делать астрономам на глубине, которой позавидует большинство угольных шахт?
Вести наблюдения за нейтрино, частицами, для которых земная кора совершенно прозрачна и которые проходят сквозь Землю насквозь легче, чем свет проходит через самое лучшее оконное стекло.
***
Частица с высокой энергией, попадая в атмосферу, рождает целый ливень частиц, включающий нейтрино. Отсечь нейтрино от всего остального позволяет толстый слой скал.

Источник: CERN ::: Нейтрино возникают в ходе ядерных реакций на Солнце и при вспышках сверхновых, но их практически невозможно поймать. А если детектор и регистрирует нейтрино, то тут же встает вопрос о том, как отделить интересующее физиковсобытие от создаваемого другими частицами фона... впрочем, на этот вопрос ответ был найден довольно быстро.
Надо всего лишь убрать детектор туда, куда кроме нейтрино заведомо ничего долететь не сможет— в укрытые сотнями метров скал тоннели. ***
В тоннелях Гран-Сассо физики наблюдали за мюонными нейтрино (разновидность нейтрино), регистрировали превращение разных видов нейтрино друг в друга и занимались другими исследованиями, требующих высокочувствительных установок. В том числе- и поиском темной материи.
***
Темная материя в темной шахте Почему темную материю практически все группы физиков, вне зависимости от конструкции используемых детекторов, ищут в каких-либо тоннелях, вплоть дозаброшенных и полузатопленных золотых приисков? Дело в том, что на сегодняшний день достоверно известно о том, что темная материя проявляет себя только за счет гравитационного взаимодействия. Она не проявляет себя ни в электромагнитных, ни в сильных силах.
***
Читателю и корректорам Сильные силы— мягко говоря не самое удачное название. Но физики, обнаружившие взаимодействие, удерживающее вместе протоны и нейтроны в ядре атома (а равно и кварки внутри протонов и нейтронов) недолго думая назвали его «сильным», strong interaction.
Как еще назвать соответствующие силы, кроме как «сильными»— неясно. Разве что «силы ядерного взаимодействия», но не таскать же эту конструкцию по всему тексту! Тем более что внутри атомного ядра проявляют себя и еще одни силы, которые названы в той же манере слабыми. Про них речь пойдет ниже.
***
Если частицы темной материи как-то и могут прореагировать с обычным веществом в обход гравитации, то только за счет третьего вида взаимодействий— слабого поля. Это роднит их с нейтрино и, следовательно, все установки для их поиска требуется столь же хорошо прятать на больших глубинах во всевозможных скважинах и штольнях.

Установив бак с жидким ксеноном в подземной обсерватории, группа Эйприл надеется поймать попадание в него не только нейтрино, но и WIMP— weakly interacting massive particle (слабо взаимодействующей массивной частицы).
Чувствительные фотоумножители поймают микроскопическую вспышку света, а специальное устройство определит ее параметры, чтобы отсеять WIMP от нейтрино. За несколько месяцев или даже несколько лет физики накопят достаточно материала и, возможно, смогут наконец-то уверенно сообщить о регистрации до сих пор ускользающей частицы.
***
Пока ничего.
Пока, впрочем, результат обратный— первые выданные новой установкой данные закрывают возможность обнаружения частиц темной материи там, где их почти что обнаружили в двух других экспериментах.
Группа DAMA/LIBRA, работавшая в тех же итальянских тоннелях с детектором иной конструкции в 1997 году и проект CDMS II,получивший обнадеживающие результаты совсем недавно, в феврале 2010 года их работа, как стало ясно, к обнаружению неуловимых WIMP-ов не привела.

Список последних тем раздела:

klhgt · 15.04.2013, 19:13

Тёмная материя или тёмная энергия,это элементарное отсутствие таковой,например:Яблоко,и отсутствующее яблоко.Что там искать,если там ничего нет,несуществующую материю,и не существующую энергию?