Физики в очередной раз не нашли следов "тяжелой" темной материи

МОСКВА, 6 дек – РИА Новости. Ученые провели самую точную проверку результатов эксперимента DAMA/LIBRE, открывшего темную материю в 2011 году, и не нашли никаких следов ее существования. Об этом пишут физики из проекта COSINE-100, опубликовавшие статью в журнале Nature.

«

"Наш эксперимент особенно важен по той причине, что мы использовали те же кристаллы из йодида натрия, что и DAMA/LIBRE. Мы не могли корректно повторить их опыты на протяжении последних 20 лет. Даже первые наши результаты позволяют сказать, что темная материя не может существовать в том виде, о котором они писали", — заявил Хён Су-Ли (Hyun Su Lee), один из руководителей коллаборации COSINE-100.

Достаточно долгое время ученые считали, что Вселенная состоит из той материи, которую мы видим. Она составляет основу всех звезд, черных дыр, туманностей, скоплений пыли и планет. Но первые наблюдения за скоростью движения звезд в близлежащих к нам галактиках показали, что светила на их окраинах движутся в них с невозможно высокой скоростью, которая была примерно в 10 раз выше, чем показывали расчеты на базе масс всех светил в них.

Причиной этого, как сегодня считают ученые, была так называемая темная материя – загадочная субстанция, на чью долю приходится примерно 75% от массы материи во Вселенной. Как правило, в каждой галактике примерно в 8-10 раз больше темной материи, чем ее видимой "кузины". Она удерживает звезды на месте и не дает им "разбежаться".

Первые слухи об открытии темной материи начали распространяться в 2010-2011 годах, когда участники коллаборации DAMA/LIBRA начали анализировать данные, собираемые в итальянской глубинной шахте Гран-Сассо фотодетектором, полностью изолированном от внешнего мира.

По замыслу создателей этого устройства, темная материя нашей Галактики, пролетающая через детектор по мере движения Земли по орбите вокруг Солнца, будет вызвать вспышки света. Их частота и интенсивность должна меняться по определенному шаблону, который диктуется распределением темной материи по Млечному Пути.

Подобные флуктуации, как до сих пор заявляют участники DAMA/LIBRA, им действительно удалось зафиксировать, однако у большинства других физиков полученные ими результаты вызвали вопросы. Они были связаны с тем, что сила взаимодействий темной материи и кристаллов йодида натрия, в которых рождались эти вспышки, была разной зимой и летом и в целом зависела от времени года.

Ни на одном другом детекторе такой "сезонности" темной материи не было зафиксировано, что заставило физиков искать ошибки в работе детекторов DAMA/LIBRA. Сегодня большинство исследователей считает, что сигнал "темной материи" порождали нейтроны, рождающиеся в породах шахты Гран-Сассо под действием потока нейтрино, исходящих от Солнца.

Несмотря на десятки опровержений, некоторые сомнения у ученых все же оставались, так как ни один другой прибор не использовал кристаллы йодида натрия для поиска темной материи и не обладал той же чувствительностью, что и итальянский детектор.

Эту проблему решил корейский проект COSINE-100, созданный в середине 2000 годов для проверки результатов DAMA/LIBRA и поисков темной материи аналогичным способом. Обновленная версия этого детектора начала работу два года назад, накопив за это время достаточное количество информации для проверки заявлений итальянских физиков.

Как пишут исследователи, им не удалось зафиксировать никаких следов существования темной материи, а также намеков на то, что частота вспышек света, возникающих внутри кристаллов, как-то зависела от времени года и положения Земли относительно ядра Галактики.

Даже текущие краткосрочные наблюдения, как отмечает Су-Ли, исключают возможность существования фактически всех типов частиц темной материи с массой от 5 до 10 тысяч ГэВ (гигаэлектронвольт), о которых говорили участники DAMA/LIBRA. Последующие два года работы COSINE-100, по его словам, должны окончательно опровергнуть это интересное, но ошибочное открытие.