Тъмната материя е една от най-трудните загадки на съвременната космология. От една страна, астрономите са събрали множество подкрепящи доказателства чрез статистически данни за групиране на галактики, гравитационни лещи и космически микровълнови фонови флуктуации, от друга страна, няма частици в Стандартния модел на физиката на елементарните частици, които биха могли да обяснят тъмната материя, и не не е открит ефекта ѝ на локално ниво. Това е хипотеза, която не може да се уточни засега. Това обикновено означава, че учените са на прага на пробив за потвърждаването или отхвърлянето на тъмната материя. Добрата новина е, че има няколко проекта за търсене на тъмна материя и един от тях, IceCube Neutrino Observatory, наскоро публикува своите резултати.
Като обсерватория за неутрино, IceCube не може да открие тъмна материя директно, но може да открие локални ефекти на тъмната материя, които произвеждат неутрино. Един основен модел за частици тъмна материя се състои от масивни частици, които взаимодействат предимно помежду си и слабо с обикновените частици материя. Тези слабо взаимодействащи масивни частици или WIMP може да се крият в ядрото на Земята.
Ако моделът WIMP е верен, когато тъмната материя се сблъска с масивен обект като планета или звезда, сблъсъците с плътна обикновена материя трябва да я забавят, така че някои частици WIMP да бъдат гравитационно уловени в ядрото. Тези частици WIMP биха се сблъскали една с друга от време на време, предизвиквайки разпадане на частици, произвеждащи неутрино. Това означава, че трябва да има излишък от неутрино, идващ от центъра на Земята, което IceCube може да открие.
Как WIMPs могат да се разпаднат. Кредит: GAO Linqing и LIN Sujie
В това проучване екипът разглежда данни от едно десетилетие от IceCube и не открива доказателства за излишни неутрино. Като се има предвид енергийното напречно сечение на детекторите на IceCube, това ефективно изключва WIMP с маса, по-голяма от 100 GeV, или малко повече от 100 протонни маси. Този резултат е в съгласие с други проучвания, които също изключват частици WIMP с голяма маса. Все още са възможни частици с по-ниска маса от тъмна материя, но сега имаме дълга история на изключването на кандидати за тъмна материя.
Има планове за надграждане на IceCube, за да се увеличи неговата чувствителност и това ще позволи допълнителни тестове за тъмна материя, търсещи частици WIMP с по-малка маса. Това може да позволи най-накрая да се открие тъмна материя локално, но възможните опции бързо се изчерпват. Досега са изключени няколко кандидати за тъмна материя и може да се наложи да се разгледат алтернативи като модифицираната гравитация (MOND). Но за това вече сме говорили.
Справка: Renzi, Giovanni, and Juan A. Aguilar. “Search for dark matter annihilations in the center of the Earth with IceCube.” arXiv preprint arXiv:2308.02920 (2023).
Източник: Astronomers Search for Dark Matter Annihilation at the Center of the Earth, Brian Koberlein
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари