26 декабря 2024 года ученые Национальной лаборатории Гран Сассо в Италии проводят эксперименты по обнаружению темной материи, заполняя детектор частиц жидким ксеноном. Это подземное учреждение минимизирует воздействие космических лучей, позволяя исследователям наблюдать потенциальные столкновения между частицами темной материи и атомами ксенона.
Ожидается, что примерно миллиард слабовзаимодействующих массивных частиц (WIMPs) будет проходить через детектор каждую секунду. Однако до сих пор ни одна WIMP не была обнаружена, сообщает доктор Абигейл Копек, доцент физики и астрономии в Университете Бакнелл.
Темная материя, которая составляет около 26,8% Вселенной, остается в значительной степени загадочной. Первые указания на ее существование относятся к 1930-м годам, и последующие наблюдения подтвердили идею о том, что невидимая масса влияет на гравитационные силы во Вселенной. Доктор Трейси Слэтйер из MIT подчеркивает важность открытия темной материи, утверждая, что это может раскрыть скрытую структуру Вселенной.
Текущие эксперименты сосредоточены на двух основных гипотезах: состоит ли темная материя из WIMPs или аксионов, теоретической частицы, предложенной в квантовой хромодинамике. Несмотря на обширные поиски, доказательства супсимметрии, связанной с этой теорией, не были найдены, что побуждает исследователей рассматривать альтернативные объяснения.
Еще одна теория предполагает, что темная материя может быть легче известных частиц и вести себя как волна, что может решить проблемы в стандартной модели космологии. Доктор Сиаран О'Хэр из Университета Сиднея отмечает, что если бы темная материя была аксионом QCD, она была бы почти неуловима.
Усилия по идентификации темной материи включают эксперименты, направленные на обнаружение стерильных нейтрино и примордиальных черных дыр. Хотя обнаружить черные дыры размером с астероид представляет собой значительные трудности, исследователи остаются оптимистичными в отношении того, что технологические достижения и текущие эксперименты в конечном итоге приведут к результатам.
Несмотря на десятилетия поисков, ученые оптимистично настроены на обнаружение доказательств темной материи в следующем десятилетии. Однако некоторые эксперты предупреждают, что неуловимая природа темной материи может потребовать новых физических теорий, которые еще не были поняты.