Темная материя ускользнула от нового детектора

Работающая в Сэнфордской подземной лаборатории (США) группа физиков сообщила о том, что новый ксеноновый детектор за несколько месяцев работы не нашел следов темной материи. Подробности приводит Nature News.

Смонтированный в тоннелях старой золотой шахты детектор LUX содержит 300 литров жидкого ксенона и чувствительные фотоумножители, которые могут зафиксировать слабую вспышку внутри наблюдаемого объема. Поскольку почти полтора километра горных пород не дают проникнуть внутрь космическим лучам, а от излучения естественных радионуклидов жидкий ксенон защищен дополнительной изоляцией, единственным источником вспышек могут быть либо нейтрино, либо какие-то иные слабо взаимодействующие частицы. Ученые рассчитывали, что нейтринные вспышки удастся отличить от возможных частиц темной материи, и за счет этого прояснить свойства этой загадочной субстанции.

Обработка данных за первые 110 дней показала, что прибор зафиксировал всего лишь 160 вспышек, что примерно соответствует ожидаемому уровню посторонних помех. Это противоречит немногим обнадеживающим прошлым экспериментам по поиску темной материи и согласуется с результатами коллаборации (группы специалистов из разных научных центров, объединенной ради какого-то эксперимента) XENON-100 в итальянской подземной лаборатории Гран-Сассо.

По мнению физиков, отрицательный результат пока что не говорит об отсутствии темной материи. Более того, нельзя даже сказать, что темная материя представлена какими-то иными частицами, в принципе отличающихся от гипотетических вимпов (WIMP, слабо взаимодействующие массивные частицы). Ученые предполагают, что вимпы могут иметь меньшую массу и в таком случае уверенно говорить об их наличии можно будет только после экспериментов с еще большим по объему ксеноновым детектором (или вовсе с установками иного типа).

Массу прибора работающие с ним специалисты надеются довести до семи тонн, увеличив объем жидкости, которая может поймать частицы темной материи. Эксперименты по поиску темной материи продолжаются и в других лабораториях, поэтому эксперимент в Сэнфордском комплексе нельзя рассматривать как единственный источник информации. Существует некоторое количество теоретических моделей, в которых темной материи нет. Эти модели, однако, не подкреплены экспериментальными данными.

Темная материя является одним из важнейших объектов современной физики. Ее существование следует из анализа движения галактик и галактических кластеров, однако ее природа пока совершенно не ясна. Предполагается, что темная материя состоит из тяжелых частиц, вимпов.