Следы тёмной материи могут быть у каждого на столе, заявили учёные и рассказали, как их искать

Читать в полной версии

Известно, что потерянные ключи удобнее всего искать под фонарём, а не там, где их потеряли. Примерно так можно охарактеризовать метод поиска тёмной материи, предложенный физиком Политехнического университета Виргинии (Virginia Tech) Всеволодом Ивановым. Учёный разработал методику обнаружения следов тёмной материи в земных породах возрастом миллиарды лет без ускорителей, космических телескопов и других приборов наблюдения за Вселенной.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.1/3DNews

Следы тёмной материи можно найти в земной лаборатории в комфортных, в общем-то, условиях. Как под пресловутым фонарём. Строго говоря, эта идея палеодетектирования возникла лет сорок назад. Но тогда её было невозможно реализовать в виде эксперимента. Учёные предположили, что на этапе формирования Земли её породы, так или иначе, взаимодействовали с тёмной материей. Следует сразу сказать, что таким образом исследователи намерены искать следы гипотетической частицы вимп (WIMP).

Вимпы, если они существуют в природе как воплощение тёмной материи, взаимодействуют с материей гравитацией и слабым ядерным взаимодействием. Именно последнее даёт шанс обнаружить следы вимпов. При взаимодействии с материалами земных пород на этапе формирования нашей планеты вимпы оставили бы след в их кристаллических решётках, создавая в них характерные дефекты. Эти дефекты можно попытаться выявить с помощью визуализации и 3D-моделирования. Наиболее перспективным методом оказался метод микробиологической визуализации, которая используется для моделирования мельчайших деталей нервной системы животных.

Ещё одной проблемой стала радиация. Древние породы сильно фонят, создавая сигналы, которые маскируют потенциальные следы взаимодействия тёмной материи с атомами и ядрами пород. Чтобы обойти эту трудность учёные предложили исследовать слаборадиоактивные осадочные породы галиты. К таким породам, например, относится обычная каменная соль.

«Команда уже приступила к созданию 3D-изображений треков частиц высокой энергии в синтетическом фториде лития. Из этого искусственного кристалла не получится хорошего детектора тёмной материи, но он поможет установить полный спектр сигналов, сохранив кристалл неповрежденным», — сказал Патрик Хубер (Patrick Huber ), физик из Virginia Tech.