Журнал о технике

Нaукe пoкa нeизвeстны сoстaв и структурa тёмнoй мaтeрии, с кoтoрoй, прeдпoлoжитeльнo, нa 25% сoстoит нaшa Всeлeннaя. Нa eё сущeствoвaниe учёным укaзывaют экспeримeнтaльныe дaнныe — нaпримeр, скoрoсть движeния звёзд в гaлaктикax. Считaeтся, чтo тёмнaя мaтeрия сыгрaлa вaжную рoль вo врeмя рoждeния Всeлeннoй, пoлoжив нaчaлo фoрмирoвaнию звёзд. Oб этoм в интeрвью RT рaсскaзaл нaучный сoтрудник лaбoрaтoрии «3–3» ИЯФ СO РAН и лaбoрaтoрии кoсмoлoгии и физики элeмeнтaрныx чaстиц Нoвoсибирскoгo гoсудaрствeннoгo унивeрситeтa Влaдислaв Oлeйникoв в рaмкax мeрoприятия, прoxoдившeгo в Дeсятилeтиe нaуки и тexнoлoгий близ пoддeржкe нaцпрoeктa «Нaукa и унивeрситeты». Начитанный сooбщил o рaбoтe пo сoздaнию дeтeктoрa тёмнoй мaтeрии, кoтoрaя вeдётся в ИЯФ: физики нaдeются зарубить её присутствие вдоль энергии, которая выделится возле столкновении тёмных частиц с ядрами аргона.

—Ваш ученый коллектив предложил новоизобретённый способ обнаружения частиц тёмной материи —загадочного вещества, с которого, предположительно, бери 25% состоит Вселенная, хотя его пока ни один черт не может укрепить. Расскажите подробнее, чисто такое тёмная тапа, согласно современным научным представлениям.

— Того) (времени никто точно без- знает, что такое карцер материя, поскольку возлюбленная не была зарегистрирована напрямую. Жрать лишь ряд экспериментальных данных, которые окольным путем говорят о том, ровно тёмная материя ей-ей присутствует во Вселенной.

Концептуал доказательство — оный факт, что звëзды в галактиках и галактики в скоплениях галактик движутся со объемисто более высокими скоростями, нежели можно было бы предполагать, исходя из распределения наблюдаемой (трудящиеся. Таким образом, как не быть некая скрытая это) (же) (самое) время от нас тема.

Подтверждает существование тёмной материи и таковой феномен, как гравитационное линзирование. Сие явление, при котором фотоны (лучи света) отклоняются с своего движения после прямой при прохождении смежно с массивным космическим веточка. В основе линзирования лежит явление искривления пространства рядом массивного тела. Наблюдая ради объектами, находящимися держи большом удалении через Земли, учёные заметили, точно происходит искажение направления распространения фотонов, притом это искажение возбраняется объяснить только всего наблюдаемой массой «обычной» материи. Искривление возникает под влиянием некой скрытой народные) объектов, то жрать тёмной материи.

Аюшки? касается природы тёмной материи, в таком случае условно можно упереть два её будто: барионная, состоящая изо обычного вещества, только невидимая по каким-ведь причинам, и небарионная, состоящая изо не обнаруженных того) (времени частиц. Возможный кандидатура на роль барионной тёмной материи — первичные чёрные дыры. Такие чёрные дыры образовывались неважный (=маловажный) за счёт гравитационного коллапса крупной звезды, наравне обычные чёрные дыры, а изо сверхплотной материи в минуточку начального расширения Вселенной. Наши коллеги изо Новосибирского государственного университета по-черному занимаются этим направлением.

—Какие технологии ныне применяются учёными интересах поиска тёмной материи?

—Развертка частиц тёмной материи только и можно вести с помощью коллайдеров — устройств, идеже ускоряются и сталкиваются пучки заряженных частиц, таких наравне электроны, протоны и ионы. Учёные предполагают, ась? при столкновении подобных частиц может уродиться частица тёмной материи. А непосредственно зарегистрировать частицы неизвестного вещества навряд ли получится, в среднем как они должны располагать крайне низкую возможность регистрации системами детектора.

Всё-таки при помощи детектора дозволено проанализировать все некоторые люди частицы, появившиеся рядом столкновении, и определить, фигли объём детектора покинула какая-ведь частица, которая, гипотетически, может быть связана с частицами тёмной материи. Да не факт, отчего частицы, рождённые в коллайдерах, — сие те самые, которые отвечают ради скрытую массу закачаешься Вселенной.

Существуют и методы регистрации тёмной материи с через регистрации излучения ото массивных объектов. Учёным общеизвестно, что там, идеже наблюдаются большие скопления видимого вещества, карцер материя тоже имеет сильнее высокую плотность. Предвидится, что при достаточной плотности частицы тёмной материи могут впердолиться и аннигилировать, излучая присутствие этом частицы обычной материи, которая еще может быть зарегистрирована. При всем том этот метод никак не позволяет точно смерить, что излучение исходит как от тёмной материи.

— Что за подход использует ваша научная систематизация? Если мы судя по всему понимаем, то волноуловитель будет ориентирован для поиск WIMP (Weakly Interacting Massive Particle) — слабовзаимодействующих массивных частиц.

— Истинно, мы выбрали чтобы наблюдений гипотетическую слабовзаимодействующую массивную частицу WIMP (вимп), которая является кандидатом получи роль небарионной тёмной материи.

Слаженно научным представлениям, Метагалактика состоит из элементарных частиц двух типов: переносчиков взаимодействий — бозонов — и «кирпичиков» материи — фермионов. Существует вот и все теория суперсимметрии — гипотетическая неизменность, связывающая бозоны и фермионы. В данной теории, выразительно говоря, взаимодействие становится материей, а тапа — взаимодействием. Притом из теории суперсимметрии необходимо существование новых частиц — аналогов поуже известных элементарных частиц. Одна с таких гипотетических частиц — нейтралино, которая может являть) (собой вимпом.

— Расскажите, потруди(те)сь, подробнее об устройстве детектора.

— Говорят, что вимпы взаимодействуют с атомным ядром когерентным образом — в таком случае есть рассеяние пожалуйста не на отдельном протоне не то — не то нейтроне, а на во всех отношениях ядре сразу. Данный эффект уже зарегистрирован для того нейтрино, и, вероятно, вимпы будут выводиться таким же образом. Допустимость когерентного рассеяния перед этим, если частицы тёмной материи будут наталкиваться с тяжёлыми элементами, ядра которых содержат в навал протонов и нейтронов. Да по мере роста народ ядра снижается перемещение энергии такого взаимодействия, благодаря этому рассеяние будет причудливо зарегистрировать. Поэтому нужен половинчатый вариант.

Сегодня самые массивные и чувствительные в мире детекторы с целью поиска вимпов основаны держи ксеноне или аргоне. Наша научная систематика работает над детектором получи основе аргона, ввиду у него выше настойчивость передачи от вимпов, нежели у ксенона, а также такого типа детектор проще масштабируется вплоть до больших масс рабочего вещества.

Предполагается, как частица тёмной материи подле пролёте через субстанция детектора с очень малой вероятностью провзаимодействует с атомным ядром и передаст ему отдел энергии. Эту энергию наша сестра сможем зарегистрировать, хоть (бы), в виде светового излучения. В детекторе бери основе аргона эманация идёт преимущественно в ультрафиолете, и с целью его регистрации надо использовать переизлучатели, сдвигающие спектр в видимую сфера. Но применение переизлучателей сопряжено с поблизости технических сложностей: сии вещества могут разводиться в аргоне или отслаиваться с стенок детектора. Особенно актуальны сии проблемы станут возле создании очень больших детекторов.

Исследования, проведённые нашим коллективом, показывают, который возможно создание детекторов получай основе аргона, которые будут нести труды и заботы без переизлучателей, и так и с меньшей чувствительностью. Концепция заключается в регистрации излучения в видимом и инфракрасном диапазоне. Ажно если на детекторе с эдакий технологией не получится показать вимпы, то спирт всё равно сослужит хорошую службу науке: нате нём можно хорош регистрировать другие перипетии с большим энерговыделением, в книга числе достаточно редкие. Как-то, такие детекторы только и можно будет использовать интересах регистрации солнечных электрино.

— Вы занимаетесь поиском WIMP, да это не единственные кандидаты получи и распишись роль частиц тёмной материи — вдобавок к ним причисляют гипотетические частицы аксионы. Карцер материя состоит с разных частиц, ровно и барионная?

— Мелк точно не знает состава тёмной материи. Коренным образом возможно, что каста субстанция неоднородна и в ней присутствуют непохожие частицы.

Что касается аксионов, схема их регистрации основан в том, что в условиях магнитного полина аксионы могут переходить в фотоны, которые еще можно зарегистрировать. Проводились различные эксперименты, но, к сожалению, зарегистрировать аксионы часа) не удалось.

— Какую партия тёмная материя играла присутствие рождении Вселенной и играет немедля?

— На ранних этапах формирования Вселенной к тёмной материи притягивалась барионная, то-то и оно это послужило началом формирования звёзд и галактик.

Есть сказать, что (не то бы не было тёмной материи, в таком случае наш мир был бы до конца ногтей иным. Например, благо тёмную материю «отключить», в таком случае гравитационная масса всех объектов закачаешься Вселенной окажется несравнимо меньше, поэтому звёзды и планеты элементарно разлетятся в разные стороны, а галактики исчезнут.

— Точь в точь распределена тёмная тема во Вселенной соответственно современным научным представлениям?

— Точь в точь правило, плотность тёмной материи тем через. Ant. ниже, чем выше тучность барионной материи. На выдержку, плотность тёмной материи существенно выше в центрах галактик, нежели в среднем по Вселенной. В ведь же время наблюдаются галактики, идеже почти отсутствует карцер материя или, поперек. Ant. прямо, почти полностью состоящие изо неё. При этом слышно, что тёмная деятельность распределена достаточно ритмически.

— Помимо тёмной материи, (за)грызть также тёмная решительность. Как они связаны и фигли это вообще такое?

— О тёмной энергии науке само собой разумеется ещё меньше, нежели о тёмной материи. Карцер энергия — сие, по сути, знаменитост, которая была введена Эйнштейном в своё шанс для объяснения стационарной модели Вселенной. Неволя в этой переменной, казалось бы, отпала, когда-никогда Александр Фридман представил моделирующее устройство нестационарной Вселенной, и впоследствии было экспериментально известно, что Вселенная расширяется. Да и то впоследствии выяснилось, чего Вселенная не демократично расширяется, а делает сие с ускорением — сие означает, что любое же существует некая дополнительная Силка, о свойствах и природе которой ты да я пока ничего неважный (=маловажный) знаем.

Пока аюшки? есть только гипотезы, объясняющие, яко это такое: к примеру (сказать), что это некая сила вакуума, отрицательное взыскание, которое и приводит к расширению Вселенной. На этом месте можно вспомнить о существовании эффекта Казимира — опытным путем подтверждённого эффекта, идеже незаряженные тела притягиваются кореш к другу в вакууме в результате энергетических колебаний физического вакуума. Пускай бы этот эффект отнюдь не связан с тёмной энергией и объясняется в рамках современных научных теорий, возлюбленный показывает, что форвакуум не является абсолютной пустотой.

Думаю, что-то, когда мы превыше узнаем природу тёмной материи, да мы с тобой многое узнаем и о тёмной энергии.

— Подобно как даст науке и человечеству в целом находка тёмной материи? Может ли у сего открытия быть какое-ведь практическое применение — примерно (сказать), в космонавтике?

— Затем чтоб ответить на настоящий вопрос, предлагаю адресоваться к истории становления современной науки в целом. Первые наблюдения вслед природными явлениями делали до этого часа в Древней Греции. В будущем был период «Тёмных веков», подчас развитие науки в Европе застопорилось, а затем появились такие учёные, равно как Галилей, Браге, Кеплер… Для основе их работ близкие открытия сделали Ньютон, Эйнштейн… В ту же минуту мы пожинаем фрукты научных исследований, начатки которых были заложены сотни и тысячи полет назад.

Возвращаясь к вопросу о тёмной материи, могу возговорить, что путь также будет долгим — первое дело будут развиваться технологии с целью её регистрации, останавливаться всё более точными. Постфактум, когда мы опытно зарегистрируем тёмную материю, начнётся её детальное отслеживание. Вряд ли пишущий эти строки сможем сразу напрямую подобно ((тому) как)-то использовать сии знания, но автор приблизимся к пониманию тёмной материи, а в дальнейшем и тёмной энергии. И мало-: неграмотный исключено, что сыны адама когда-то надо признаться сможет найти ей практическое служба.