Метка: тёмная материя

Спросите Итана: когда появились тёмная материя и тёмная энергия?


Теоретически мы хорошо знаем всю нашу космическую историю – но только качественно. Только подтверждая и открывая при помощи наблюдений различные этапы прошлого нашей Вселенной, которые должны были происходить, мы по-настоящему начинаем понимать нашу Вселенную. У происхождения тёмной материи и тёмной энергии есть ограничения по времени, однако точный момент их появления неизвестен.

Одна из наиболее загадочных тайн Вселенной звучит просто – “куда всё подевалось?” Всё, что мы видим, находим, или всё то, что взаимодействует с нами, состоит из частиц, перечисленных в Стандартной модели, включая фотоны, нейтрино, электроны, а также строительные блоки наших атомов – кварки и глюоны. Однако при изучении космического океана мы обнаруживаем, что всё это составляет лишь 5% от общей энергии Вселенной – всего остального мы не видим. Мы называем недостающие компоненты тёмной энергией (ТЭ) (68%) и тёмной материей (ТМ) (27%), но мы не знаем, что они такое. Знаем ли мы, когда они появились? Такой вопрос задаёт наш читатель:

Сегодня нормальная материя составляет всего 4,9%, а всё остальное занято тёмной энергией и тёмной материей. А откуда они взялись?

Давайте выяснять.
(далее…)

Самое важное изображение в рентгеновских лучах всех времён доказало существование тёмной материи


Карта гравитационного линзирования (синяя), на которую наложены оптические и рентгеновские (розовые) данные по скоплению галактик Пуля. Несовпадение положения рентгеновских лучей и предполагаемой массы неоспоримо

Во Вселенной по большей части рентгеновские лучи появляются в результате разогрева материи до высоких температур.
(далее…)

Двухфазный детектор нейтрино в эксперименте DUNE

Deep Underground Neutrino Experiment [подземный нейтринный эксперимент глубокого залегания] продвинет технологии, часто используемые для экспериментов, связанных с тёмной материей, и масштабирует их до рекордных размеров

В физике частиц настали интереснейшие времена. В ней полно загадок. Имеются намёки на вещи, не укладывающиеся в самые лучшие модели Вселенной, какие только есть у учёных – а исследователи вдохновляются друг другом, изучая все эти намёки.

Один из недавних примеров связан с готовящимся экспериментом Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), международным научным проектом мега-масштаба, в котором участвует 1100 учёных из 32 стран. Им руководит Национальная ускорительная лаборатория им. Энрико Ферми (Фермилаб), принадлежащая Министерству энергетики США, и расположенная в г. Батавия, Иллинойс. Фермилаб отправит пучок частиц под названием нейтрино сквозь 1300 км земной породы по направлению к огромному детектору частиц – он будет состоять из четырёх модулей, в сумме содержащих 70 000 тонн жидкого аргона – который приютит Стэнфордская подземная исследовательская лаборатория в Южной Дакоте. Учёные надеются узнать больше о свойствах этих загадочных частиц, возможно, имеющих прямое отношение к существованию самой материи.
(далее…)

Новая охота на тёмную материю проходит под горой

Давид Д’Анджело не всегда интересовался тёмной материей, но теперь он попал на передний край охоты за наиболее неуловимой частицей во Вселенной

Примерно в часе езды от Рима расположилось плотное скопление гор под названием Гран-Сассо-д’Италия. Они известны своей природной красотой и притягивают туристов круглый год, предлагая горнолыжные курорты мирового класса и пешеходные маршруты зимой, а также возможность купаться летом. Для 43-летнего итальянского физика Давида Д’Анджело эти горы – всё равно что второй дом. В отличие от большинства посетителей Гран-Сассо, Д’Анджело проводит большую часть времени под горами, а не на них.

Там, в изобилующем пещерами пространстве в тысяче метров под поверхностью земли, Д’Анджело работает над новым поколением экспериментов, посвящённых охоте за частицами тёмной материи – экзотической формы материи, чьё существование предполагается уже несколько десятилетий, но пока ещё не было доказано экспериментально.

Считается, что тёмная материя составляет до 27% Вселенной, и описание этой неуловимой субстанции – одна из наиболее острых проблем современной физики. Хотя Д’Анджело оптимистично считает, что прорыв произойдёт ещё при его жизни – точно так же думало и предыдущее поколение физиков. В принципе, есть неплохие шансы на то, что частицы, разыскиваемые Д’Анджело, вообще не существуют. Однако для физиков, зондирующих фундаментальную природу Вселенной, возможность провести всю карьеру в “охоте за привидениями”, как говорит Д’Анджело – это цена продвижения науки.
(далее…)