Вчені звузили діапазон пошуку темної матерії
За допомогою високоточного експерименту міжнародній дослідницькій групі вдалося значно звузити рамки припущення про існування темної матерії.
Про це розповідають в Бернському університеті, передають OstanniPodii.com.
Космологічні спостереження за орбітами зірок і галактик дають змогу зробити чіткі висновки про сили гравітації, що діють між небесними тілами. Але з цього виходить висновок, що вражає: видимої матерії далеко не достатньо для того, щоб пояснити розвиток або рух галактик. Це говорить про існування іншого, досі невідомого типу матерії. У 1933 році швейцарський фізик й астроном Фріц Цвіккі припустив існування того, що зараз відомо як темна матерія. Темна матерія — це передбачувана форма матерії, яку не видно безпосередньо, але яка взаємодіє з нею за допомогою гравітації, і складається з приблизно в п′ять разів більшої маси, ніж матерія, з якою ми знайомі.
Нещодавно, після проведення точного експерименту, розробленого в Центрі фундаментальної фізики імені Альберта Ейнштейна (AEC) при Бернському університеті, міжнародній дослідницькій групі вдалося значно звузити рамки існування темної матерії. AEC, що налічує понад 100 членів, є однією з провідних міжнародних дослідницьких організацій у галузі фізики елементарних частинок. Результати роботи групи під керівництвом Берна були опубліковані в журналі Physical Review Letters у статті “Нове обмеження на аксіоноподібну темну матерію з використанням холодних нейтронів”.
Таємниця, що оточує темну матерію
“З чого насправді складається темна матерія, досі абсолютно незрозуміло”, - пояснює Іво Шультес, аспірант AEC і провідний автор дослідження. Однак точно відомо, що вона складається не з тих самих частинок, з яких складаються зорі, планета Земля або ми, люди. У всьому світі для пошуку можливих частинок темної матерії використовують дедалі чутливіші експерименти та методи — досі, однак, безуспішно.
Деякі гіпотетичні елементарні частинки, відомі як аксіони, являють собою перспективну категорію можливих кандидатів у частинки темної матерії. Важливою перевагою цих надзвичайно легких частинок є те, що вони можуть одночасно пояснити інші важливі явища у фізиці частинок, які досі не зрозумілі.
Бернський експеримент проливає світло на темряву
“Завдяки багаторічному досвіду нашій команді вдалося розробити й побудувати надзвичайно чутливий вимірювальний пристрій — експеримент Beam EDM”, - пояснює Флоріан Пієгса, професор кафедри фізики низьких енергій та прецизійної фізики AEC, який у 2016 році отримав один з престижних стартових грантів ERC від Європейської дослідницької ради за дослідження з нейтронами. Якщо невловні аксіони справді існують, вони мають залишити характерний слід у вимірювальній апаратурі.
Навколо Чумацького Шляху виявлено дивну зоряну систему |
||
Нове дослідження показує, що нашому Всесвіту не обов′язкова темна матерія |
||
Астрономи встановили вплив темної матерії на еволюцію галактик |
“Наш експеримент дає змогу визначити частоту обертання спінів нейтронів, які рухаються через суперпозицію електричних і магнітних полів”, - пояснює Шультес. Спін кожного окремого нейтрона діє як своєрідна голка компаса, яка обертається під дією магнітного поля подібно до секундної стрілки наручного годинника, але майже у 400 000 разів швидше.
“Ми точно виміряли частоту цього обертання та досліджували її на предмет найдрібніших періодичних коливань, які могли б бути викликані взаємодією з аксіонами”, - пояснює Пієгса. Результати експерименту були однозначними: “Обертальна частота нейтронів залишилася незмінною, що означає, що в наших вимірах немає жодних ознак аксіонів”, - каже Пієгса.
Простір параметрів успішно звужено
Вимірювання, які проводилися спільно з дослідниками з Франції на Європейському дослідницькому джерелі нейтронів в Інституті Лауе-Ланжевена, дали змогу експериментально виключити раніше абсолютно недосліджений простір параметрів аксіонів. Крім того, виявилося можливим провести пошук гіпотетичних аксіонів, які були б у більш ніж у 1000 разів важчими, ніж це було можливо раніше за допомогою інших експериментів.
“Хоча існування цих частинок залишається загадковим, ми успішно виключили важливий простір параметрів темної матерії”, - підсумовує Шультес. Майбутні експерименти тепер можуть ґрунтуватися на цій роботі.
“Остаточна відповідь на питання про темну матерію дасть нам значне розуміння основ природи й наблизить нас на великий крок до повного розуміння Всесвіту", - пояснює Пієгса.
! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.
Останні новини
06:36, 16 квітня 2024 р. 16-21 квітня в Києві проходять продуктові ярмарки | ||
17:01, 13 квітня 2024 р. JWST встановив причину найяскравішого гамма-спалаху, але погли... | ||
07:09, 12 квітня 2024 р. "Проковтнута", розірвана, чи житиме далі: що буде із Землею, к... | ||
08:04, 12 квітня 2024 р. Почалася 779 доба повномасштабного російського вторгнення | ||
06:09, 12 квітня 2024 р. ISW: окупанти продовжують просуватися завдяки нестачі ППО в Ук... | ||
09:34, 30 березня 2024 р. Навколо Чумацького Шляху виявлено дивну зоряну систему | ||
19:11, 16 березня 2024 р. Нове дослідження показує, що нашому Всесвіту не обов′язкова те... | ||
08:33, 23 лютого 2024 р. Астрономи встановили вплив темної матерії на еволюцію галактик | ||
11:29, 4 січня 2024 р. Темна матерія може допомогти з′ясувати походження поширених у... | ||
21:47, 22 листопада 2023 р. Дослідження ставить питання щодо темної матерії в карликових г... | ||