Темную материю предложили искать с помощью детекторов гравитационных волн
Физики предложили новый метод обнаружения частиц легкой темной материи с помощью детекторов гравитационных волн. Ученые проанализировали данные, собранные немецкой гравитационной обсерваторией GEO600, но не нашли в них сигнала темной материи, установив таким образом более строгие ограничения на интенсивность ее взаимодействия с обычным веществом. Исследование опубликовано в Nature. В лабораторных экспериментах на Земле до сих пор не удалось зарегистрировать частицы темной материи, но на ее существование указывают астрономические наблюдения.
Из них следует, что на долю темной материи приходится около 80 процентов массы всего вещества во Вселенной, а во многих галактиках ее в сотни раз больше, чем барионной материи. Обычно считается, что темная материя состоит из массивных частиц, называемых вимпами (WIMP, Weakly Interacting Massive Particle), которые участвуют только в слабых и гравитационных взаимодействиях с частицами Стандартной модели. В большинстве моделей масса вимпов лежит в диапазоне от нескольких гигаэлектронвольт до массы Планка (приблизительно 1019 гигаэлектронвольт). Существуют, однако, модели темной материи, в которой масса ее частиц очень мала.
Одной из таких моделей является дилатонная темная материя, частицы которой могут быть возмущениями полей дилатона или модулей, чье существование предсказывает Теория струн. Модели дилатонной темной материи утверждают, что ее частицы рождаются в ранней Вселенной, а в настоящее время представляют собой почти когерентно осциллирующее поле, частота осцилляций которого связана с массой частиц темной материи. Когерентность нарушается локальными возмущениями гравитационного потенциала, которые создают галактики и их скопления, но для темной материи, составляющей обычное галактическое гало, отношение разброса частот к самой частоте колебаний мало и равно приблизительно 10-6.
Масса частиц дилатонной темной материи существенно меньше одного электронвольта (напомним, что масса электрона чуть больше 0,5 мегаэлектронвольта, а масса протона почти равна одному гигаэлектронвольту), а ее взаимодействие с полями Стандартной модели имеет очень специфический вид — в простейшем случае в уравнениях движения поле темной материи с определенными коэффициентами добавляется к массе электрона и обратному квадрату его заряда, превращая их из констант в переменные в пространстве-времени величины. От значения массы и заряда электрона зависят свойства атомов, а следовательно, и состоящих из них веществ. Изменение этих параметров ведет в частности к изменению показателя преломления и размера твердых тел, которые предположительно можно наблюдать экспериментально.
Группа физиков из Великобритании и Германии под руководством Хартмута Гроте (Hartmut Grote) из Университета Кардиффа предложила новый метод поиска частиц легкой темной материи с использованием детекторов гравитационных волн. Принцип действия этих детекторов следующий. Два перпендикулярных тоннеля, внутри которых поддерживается глубокий вакуум образуют плечи интерферометра. Длина плеч составляет от нескольких сот метров, как в GEO600, до нескольких километров, как в LIGO и Virgo. Лазерный луч расщепляется разделителем, имеющим форму тонкого цилиндра, распространяется по обоим туннелям, отражается от зеркал, подвешенных в их концах, и снова падает на разделитель, откуда затем попадает в детектор. Длины плеч интерферометра подобраны так, что два луча, соединяясь в разделителе, деструктивно интерферируют друг с другом, и освещенность детектора получается нулевой. Если же оптическая длина пути света внутри одного из тоннелей из-за прохождения через Землю сильной гравитационной волны меняется, то фаза соответствующего лазерного луча меняется вместе с ней, и детектор регистрирует свет.
Идея группы Гроте заключается в том, что из-за разного коэффициента отражения двух поверхностей разделяющего цилиндра, он взаимодействует с двумя лучами по-разному, и изменение размера цилиндра и коэффициента преломления света в нем из-за взаимодействия с полем легкой темной материи создает разницу в оптических длинах путей и без всяких гравитационных волн. Именно этот эффект физики и предложили искать. Для своего эксперимента они выбрали немецкий детектор гравитационных волн GEO600, так как он наиболее чувствителен к разнице в оптических длинах путей двух лучей. Для данного эксперимента эффект, связанный с изменением показателя преломления среды, оказался приблизительно на три порядка меньше, чем эффект, вызванный изменением размера разделяющего цилиндра, так что исследователи сосредоточились на последнем.
Ученые рассмотрели три типа дилатонной темной материи. Первый из них представляет собой простейший вариант, в котором темная материя взаимодействует только с электроном и фотоном. Во второй теории темная материя взаимодействует аналогичным образом еще и с глюонным, и с кварковыми полями. Третья модель во многом похожа на вторую, но взаимодействие темной материи с полями Стандартной модели в ней возникает через смешивание дилатона с полем бозона Хиггса. Проанализировав данные, собранные GEO600, физики не обнаружили темной материи, описываемой ни одной из трех теорий. Это, однако, позволило установить им более строгие ограничения на массы частиц темной материи и на величины констант связи, определяющих интенсивность ее взаимодействия с обычным веществом.
Результаты исследования закрыли теории дилатонной темной материи для величин обратных констант связи вплоть до 3 ? 1019 гигаэлектронвольт в диапазоне масс частиц от 10-13 до 10-11 электронвольт. Эти ограничения в данном интервале масс более чем на шесть порядков величины более строгие, чем те, которые были получены в спектроскопических экспериментах, и на четыре порядка лучше, чем в проверках принципа эквивалентности. Физики считают, что гравитационные обсерватории следующего поколения или интерферометры сравнимой чувствительности помогут существенно уточнить их результаты. Они также отмечают, что увеличения точности эксперимента можно добиться и на действующих установках с помощью модификации оптики. Для этого, например, можно на плечи интерферометра установить зеркала разной толщины, что вызовет разное изменение их оптических свойств в осциллирующем поле гипотетических частиц легкой темной материи.
Источник
Последние аномальные новости

В параллельных вселенных может существовать жизнь

Где приземлялись и что делали инопланетяне в Воронеже

Глубокий транзит экзогиганта по красному карлику

Группу НЛО заметили над Айдахо

Две сферы погрузились в море у берегов Девона

Дом ведьм в Салеме выставили в аренду за $31

Дом демонов и привидений в Детройте

Дрон инопланетян сняли над территорией Великобритании

Женщина нашла в шкафу потайную комнату с окном

Женщина разгадала тайну кровоточащей стены

Зачем Гитлер построил секретную базу в Арктике

Илон Маск представил прототип человекоподобного робота

Инопланетяне 33 года назад нанесли визит в Воронеж

Испытана бионическая поджелудочная железа

Лэмбтонский червь - неубиваемый средневековый монстр

Мужчина сорвал джекпот благодаря ошибке при покупке билетов

Назвали сроки колонизации планет Солнечной системы

Обнаружить хотя бы примитивную жизнь

Ожирение предложили классифицировать как расстройство мозга

Предсказания Ванги о Третьей мировой войне

Симуляция ядерной войны НАТО против России

Случай с актером и его фермой с привидениями

Стеклянные шарики в лунном грунте показывают древние бомбардировки Луны

Странные вещи на поле боя

Суперземля в районе обитаемой зоны красного карлика

Сферические НЛО замечены над Калифорнией

Таинственное ожерелье Ананаури

Человек, который знал правду о Розуэлле, но что было правдой

Черный овальный НЛО заметили над Алабамой

Чудовище озера Шамплейн замечено гидролокатором

Отзывы о TexTovich.com. Как заработать на бирже копирайтинга

Академик РАН рассказала об опытах по клонированию скота

Аномальная зона Орегонский вихрь

Архив НЛО в Норчёпинге мечтает стать музеем

ВМС США отказываются рассекретить информацию об НЛО

Водяные планеты вокруг красных карликов существуют

Где в Великобритании вы, скорее всего, увидите НЛО

Группу НЛО заметили в небе над Сочи

Домашнего робота научили обнаруживать котов и собак

Землю атакуют заброшенные космические корабли пришельцев

Зловещие пророчества Матроны, Мессинга и Нострадамуса

Зона 51, что на самом деле скрывают в пустыне Невады

ИИ научился превращать текст в видео

Инопланетный корабль замечен на Плутоне

Как оградить планету от столкновения с опасными астероидами

Леденящие душу экзорцизмы

Механизм плазменной загрузки радиоструй черных дыр

НЛО преследует самолеты на авиашоу

Призраки набросились на охотников за приведениями

Разработчик Спутника не исключает искусственного происхождения коронавируса

Робот Cassie установил мировой рекорд в забеге на 100 метров

Родился второй клонированный полярный волк

Сможем ли отправить людей на Венеру

Собаки чувствуют стресс человека по запаху

Состав Земли изменился в результате столкновений с метеоритами

Строили ли друиды Стоунхендж

Тайны долины Гудзона

Тихий океан уступит место следующему суперконтиненту мира

Уникальный набор нейронов нашли в мозге долгожителей

ЦРУ заинтересовалось технологией воскрешения мамонтов

Эдгар Кейси. Из России прибудет надежда для мира

Большой Манчестер является меккой НЛО

В кишечнике обнаружены новые виды бактерий

Ванга предсказала страшный конец 2022 года

Девочка поймала огромную аллигаторовую щуку

Жидкая вода под южной полярной шапкой Марса

Зонд Юнона приблизился к спутнику Юпитера Европе

Куб Боргов замечен у Солнца

Наблюдения НЛО в Уэльсе

Находки марсохода дают представление о древнем ландшафте

Обнаружили древний потерянный буддийский храм

Привидения в старом доме священника

Пугающее пророчество Нострадамуса

Северная Каролина занимает 11-е место в рейтинге уфологов

Слон растоптал справлявшую нужду женщину

Снежный человек, шпионы, секретные агенты и многое другое

Состав ядер астероидов в ранней Солнечной системе

Стадо овец погналась за женщиной во время пробежки

Тяжелые месяцы или когда завершится спецоперация на Украине

Фестиваль НЛО в Шаг-Харбор

Что общего у НЛО и Громовой птицы

Больным депрессией вживили чип в мозг для лечения

Группа НЛО в ночном небе Симферополя

Древнюю антенну нашли на дне моря

Женщина поддержала подругу и родила ей ребенка

ИИ превращает людей в покемонов

Кроссовки Reebok Classics являются сатанинскими

Крылатая женщина из Вьетнама

Открывают все больше экзопланет пригодных для жизни

Паранаука и жизнь

Поверхность Меркурия более динамична, чем считалось

Поиски снежного человека в Кемеровской области

Показали место посадки зонда на Титане

Проехала на лифте в иную реальность

Происхождение феномена Людей в черном

Роботы-собаки могут стать исследователями Луны

Родился щенок редчайшего зеленого цвета

Секретная программа обратного проектирования НЛО

Следы погубившего динозавров астеройда нашли на Луне

Тайна смерти главного российского уфолога

Томский исследователь аномальных явлений

Агент Сноуден получил российское гражданство

Алмазный НЛО шпионил за населением Миссури

Вирусы могут решать, когда убить хозяина

Встречи с жуткими крылатыми чудовищами

Встречи с существами из дыма и огня

Глава МИД Индонезии предсказала большую войну

Доказательства наводнения на Марсе миллиарды лет назад

Женщина уже 41 год живет на одной только воде

Жизнь в одиночестве ускоряет старение

ИИ на порядки упростил решение задач квантовой физики

Искусственное конструирование коронавируса вряд ли возможно

Испытали электрическое аэротакси

Конспирологические теории о событиях 11 сентября 2001 года

Кости найденные в Испании могут переписать историю человечества

Легенды о создании человека из глины могут быть правдой

Мумифицированный солдат со щитом найден на Марсе

Нашли три суперземли и два супермеркурия

Обнаружен Океан внутри Земли

Объевшуюся кобру стошнило целой змеёй

Описали передачу генетической информации через поколения

Отыскали кандидата в спящую черную дыру

Певица рассказала об инопланетных гибридах и сексе с рептилоидом

Последние наблюдения Лох-Несского чудовища вызвали споры

Появился робот, которые избавит ваши грядки от сорняков

Появление НЛО повлияло на исход битвы во Франции

Разгадали многолетнюю загадку биологии

Растения населили Землю раньше, чем считалось

Светящийся объект замечен над Висконсином

Синтетическая лава помогает исследовать экзопланеты

Следы гигантского йети, найденные индийской армией

Был ли офицер полиции Кермана сожжен НЛО

В погребальной камере Тутанхамона находится гробница Нефертити

Водные отражения на Марсе обьяснили

Вымершее чудодейственное растение вновь обнаружили

Дольмены и водопады реки Жане

Женщина дважды родила детей в свой день рождения

Жизнь может процветать даже вокруг самых маленьких звезд

Жуткие случаи похищения людей пришельцами

Загадка мурмурации

Зарождение жизни на планетах, подобных Земле, вероятно

Зонд DART протаранил астероид Диморф

Как спасти Землю от астероидов

Кузбассовцы обсуждают полет светящегося объекта

Марсоход нашел следы древнего наводнения

Миллиардер-провидец начал скупать фунты

Мужчина ради любопытства купил проклятую картину

Некоторые из самых странных существ в криптозоологии

НЛО заметили в Восточном Йоркшире

Новый взгляд на использование какао древними майя

Обнаружили молодой протозвездный диск у обьекта VLA 1623

Открытие самого большого природного углеродного лука

Первое в Великобритании наблюдение НЛО

Предсказания Нострадамуса о британской монархии

Раскрыли тайну пигментации кожи

Странный случай серийного похищения инопланетянами

Тысячи роботов-гуманоидов появятся на заводах Tesla

У мальчика с восемью конечностями удалили близнеца

Что за НЛО на гербе спецслужб США

Эпидемии могли быть одной из причин краха древних цивилизаций

Эффект Манделы - странный феномен общих ложных воспоминаний

Вода в астероидной пыли дает ключ к разгадке жизни на Земле

Волосатые гуманоиды в набедренных повязках

Германия - одна из самых горячих точек НЛО

Глава Pfizer заразился ковидом дважды за полтора месяца

Город будущего построят в Токийском заливе

Денежная магия, обряды на рост благосостояния

Женщину преследовал дух черной ведьмы

Жуткое дело вампира из Минерал-Пойнт

Зеркальные даты - значение в нумерологии октября

Инопланетяне - роботы с искусственным интеллектом

Инопланетяне любят США

Инопланетянин прокрался в спальню жертвы

Инцидент в Рэндлшемском лесу

Исследователи наткнулись на братскую могилу бигфутов

Как начать жизнь с нуля

Какие астероиды потенциально опасны для Земли

Книга с пророчеством Нострадамуса стала бестселлером

Контролировать сверхинтеллектуальный ИИ будет невозможно

Крупнейшее в истории сокрытие НЛО

Масло гхи, что это такое и чем полезно в аюрведе

Нацисты разрабатывали антигравитационный колокол

Паранормальные явления в тюрьме

Постройки инопланетян заметили на Меркурии

Предсказание астролога для Карла III

Раньше бигфутов называли дикими людьми

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика