Темная материя по-прежнему является одной из главных загадок современной физики и давно будоражит умы научных светил. Эта гипотетическая форма материи не испускает электромагнитного излучения и напрямую не взаимодействует с ним, поэтому является столь трудноуловимой. По крайней мере, так гласит наиболее популярная на сегодня точка зрения. При этом она составляет большую часть массы Вселенной. По оценкам ученых, «запасов» темной материи во Вселенной вчетверо больше, чем обычной. Правительственные организации совместно с ведущими исследовательскими лабораториями и институтами бьются в поисках ответов уже не одно десятилетие.
Возможно, удача улыбнется китайским ученым, которые готовят к запуску в следующем месяце соответствующий спутник, хотя верится в это с трудом. Между тем, стало известно о подготовке еще одного эксперимента, авторы которого надеются наконец-то «поймать» эту темную материю. Это эксперимент Европейской организации ядерных исследований CERN под названием NA64. В его основу положены имеющиеся теории о том, что темная материя, помимо своей гравитации, может воздействовать на обычную материю через некоторый новый вид фундаментальных сил, который пока еще неизвестен ученым. По аналогии с фотоном света, который является одновременно и частицей, и квантом электромагнитного излучения, должен существовать носитель этих неизвестных сил, так называемый темный фотон, который может выступать в роли «посредника» при взаимодействии обычной и темной материи.
По сути, темный фотон можно сравнить с переводчиком, который помогает двум людям (обычной и темной материи), говорящим на разных языках, понять друг друга и договориться по определенному вопросу.
Оборудование эксперимента NA64 производит поиски взаимодействия обычной и темной материи при помощи одного из главных физических законов – закона сохранения энергии. Луч электронов, разогнанных строго до определенной энергии, нацелен на поверхность датчика. Во время столкновений электронов с ядрами атомов материала датчика возникают фотоны света и производятся измерения энергии этих фотонов. Согласно закону сохранения энергии, энергия фотонов должна равняться энергии электронов. Однако, если в процессе столкновения будут «рождены» темные фотоны, то они унесут с собой на «темную сторону» часть энергии электронов, что будет зарегистрировано высокочувствительным датчиком.
Таким образом, если детектор зафиксирует некую утечку энергию, которую невозможно объяснить процессами со взаимодействием обычных частиц, то это можно считать явным намеком на существование темных фотонов. Естественно, для подтверждения потребуются дополнительные исследования, но только представьте, насколько значим для науки и всего человечества может стать данное открытие. Разгадка тайны темной материи способна полностью перевернуть наше представление о фундаментальных процессах во Вселенной.
Источник: phys.org и dailytechinfo