|
Поиски аннигиляции темной материи в центре Земли
|
|
|
|
Темная материя — одна из самых сложных загадок современной космологии. С одной стороны, астрономы собрали множество подтверждающих доказательств с помощью статистики кластеризации галактик, гравитационного линзирования и космических микроволновых фоновых флуктуаций, с другой стороны, в стандартной модели физики элементарных частиц нет частиц, которые могли бы объяснить темную материю. и мы не смогли обнаружить его эффект локально. Это надежная теория, которую мы просто не можем полностью сформулировать. Обычно это означает, что мы лишь в шаге от подтверждения или опровержения темной материи. Хорошая новость заключается в том, что существует несколько проектов по поиску темной материи, и один из них, нейтринная обсерватория IceCube, только что опубликовал новый результат.
|
|
|
Как нейтринная обсерватория, IceCube не может обнаруживать темную материю напрямую, но может обнаруживать локальные эффекты темной материи, производящие нейтрино. Одна из основных моделей частиц темной материи состоит из массивных частиц, которые в основном взаимодействуют друг с другом и слабо взаимодействуют с частицами обычной материи. Эти слабо взаимодействующие массивные частицы, или вимпы, могут скрываться в ядре Земли. Если модель вимпов верна, то при столкновении темной материи с массивным объектом, таким как планета или звезда, столкновения с плотной обычной материей должны замедлять ее, в результате чего некоторые вимпы оказываются в гравитационной ловушке внутри тела. Эти вимпы будут время от времени сталкиваться друг с другом, вызывая распад частиц, производящих нейтрино. Это означает, что должен быть избыток нейтрино, исходящих из центра Земли, которые IceCube мог бы обнаружить.
|
|
|
|
В этом исследовании команда изучила данные IceCube за десятилетие и не нашла доказательств избыточного количества нейтрино. Учитывая энергетическое сечение детекторов IceCube, это фактически исключает вимпы с массой более 100 ГэВ или чуть более 100 масс протона. Этот результат согласуется с другими исследованиями, которые также исключают вимпы большой массы. Частицы темной материи с меньшей массой все еще возможны, но теперь у нас есть долгая история исключения кандидатов на темную материю. Есть планы модернизировать IceCube, чтобы повысить его чувствительность, и это позволит проводить дальнейшие тесты темной материи в поисках вимпов с меньшей массой. Это могло бы позволить нам, наконец, обнаружить темную материю локально, но у нас быстро заканчиваются варианты. На данный момент мы исключили несколько кандидатов на темную материю, и нам, возможно, придется рассмотреть альтернативы, такие как модифицированная гравитация. Но это история в другой раз.
|
|
|
|
Источник
|
