Физики предложили искать темную материю на Земле

МОСКВА, 10 апр — РИА Новости. В новой статье в журнале European Physical Journal D американские физики предлагают два новых метода поиска темной материи путем отслеживания крошечных возмущений в уже проводимых гравитационных исследованиях и экспериментах.

Считается, что темная материя, которую ученые пока не могут фиксировать физически с помощью традиционных инструментов, составляет около 27 процентов всей массы Вселенной, но ее свойства все еще остаются загадочными. Трудности заключаются в том, что она не участвует в электромагнитном взаимодействии и поэтому недоступна для прямого наблюдения.

Само понятие темной материи было введено для теоретического объяснения проблемы скрытой массы в эффектах аномально высокой скорости вращения внешних областей галактик, в которых задействовано вещество, масса которого намного превышает массу обычной видимой материи, а также так называемого гравитационного линзирования. Поэтому ученые считают, что проявления темной материи надо искать в гравитационных взаимодействиях.

Физики Рис МакНелли (Rees McNally) и Таня Зелевински (Tanya Zelevinsky) из Колумбийского университета в Нью-Йорке предлагаются два новых метода поиска темной материи путем фиксации мельчайших гравитационных возмущений.

Одна из общепринятых гипотез предполагает, что темная материя не распределена равномерно по всей Галактике, а представляет из себя скалярное поле, существуя в виде "сгустков" чрезвычайно легких частиц. Когда Земля проходит через такие сгустки, фундаментальные свойства вещества изменяются так, что их можно обнаружить, если инструменты достаточно чувствительны.

До настоящего времени поиски сгустков темной материи основывались на анализе отклонений атомных часов, установленных на космических зондах, находящихся на орбите Земли или в других частях Солнечной системы. Все эти часы имеют четкое начало отсчета и синхронизированы в единой сети с помощью GPS. Рассогласование в ходе атомных часов, по мнению ученых, даст возможность зафиксировать прохождение через такие топологические дефекты пространства, как сгустки темной материи.

Авторы исследования предлагают новые методы, с помощью которых можно уловить небольшие дополнительные "толчки" или ускорения нормальной материи, вызванные прохождением через сгустки темной материи, с помощью, во-первых — датчиков гравитации, а во-вторых — детекторов гравитационных волн.

Датчики гравитации Международной службы геодинамики и приливов и отливов IGETS, которая используется для геологических исследований, уже распространены по всему миру и объединены в единую сеть. В архиве этой службы накоплены данные за более чем 20-летний период наблюдений, которые легко можно использовать.

А гравитационные волны космического происхождения ищут в рамках проекта LIGO, две лазерно-интерферометрические гравитационно-волновые обсерватории которого находятся на разных побережьях США на расстоянии 3002 километра друг от друга.

МакНалли, первый автор исследования рассказывает в пресс-релизе издательства Springer, что на эту работу его вдохновили ​​два фактора: преимуществами пересмотра существующих экспериментов и чтение научной фантастикой: "Мне нравятся такие романы, в которых исследуется, что может произойти, если фундаментальные константы изменятся, и интересно исследовать такие вещи в реальном мире".

Что касается практического применения, ученый считает, что лучше все делать шаг за шагом: "Сначала нам нужно выяснить, что такое темная материя, а затем, возможно, мы придумаем, как ее использовать".