Головна » 2022 » Лютий » 7 » Вчені знайшли спосіб «упіймати» таємничу темну матерію
19:38
Вчені знайшли спосіб «упіймати» таємничу темну матерію
Нерозгадана загадка Всесвіту
Вважається, що темна матерія становить приблизно 85% усієї матерії у Всесвіті. Вона ніколи не спостерігалася безпосередньо і залишається однією з найбільших загадок сучасної фізики. Донедавна вважалося, що темна матерія складається з важких елементарних частинок. Але, попри безліч зусиль, вони не були виявлені. Тепер учені звертаються до альтернативних теорій пояснення темної матерії.
Недавня теорія стверджує, що темна матерія насправді є так званим скалярним полем. Цей екзотичний матеріал поводиться як невидимі хвилі, що існують навколо галактик, включаючи наш Чумацький Шлях.
«Ми зрозуміли, що наші інструменти можна використовувати для пошуку цієї темної матерії. А саме — її хвиль. Хоча спочатку обладнання було призначене для виявлення гравітаційних хвиль», — пояснює професор Гартмут Гроте з Інституту дослідження гравітації Університету Кардіффа, який ініціював дослідження.
Принцип роботи інструменту
У лазерному інтерферометрі два промені світла відбиваються між дзеркалами, щоб зустрітися на детекторі. Виходячи з цього, вчені можуть з великою точністю оцінити, наскільки розсинхронізовані промені світла один з одним, що є показником будь-якого збудження, з яким стикаються промені.
Лазерно-інтерферометрична гравітаційно-хвильова обсерваторія (LIGO) складається з двох інтерферометрів, розташованих у США. Кожен з них має два плеча завдовжки 4 км, розташованих у формі літери «L», які вперше використовувалися для виявлення гравітаційних хвиль у 2015 році.
Британсько-німецький детектор GEO 600 є ще одним високочутливим інтерферометром. Саме він використовувався для розробки більшої частини технологій, необхідних для виявлення гравітаційних хвиль. Детектор GE0600 вперше використовується у цьому дослідженні спеціально для пошуку темної матерії.
«Хвилі темної матерії скалярного поля проходитимуть прямо через Землю та наші інструменти, але при цьому викликатимуть легку вібрацію таких об’єктів, як дзеркала», — сказав провідний дослідник Сандер Вермюлен з Інституту гравітаційних досліджень Університету Кардіффа.
Перші успіхи
Попри те, що темна матерія ніколи не була виявлена безпосередньо, вчені підозрюють, що вона є, через її гравітаційний вплив на об’єкти по всьому Всесвіту. Наприклад, велика кількість невидимої матерії може пояснити, як утворюються та існують галактики.
Поки що команді не вдалося хоча б щось виявити. Але вчені кажуть, що роблять перші важливі кроки з погляду впровадження цієї технології для пошуку темної матерії. Причому вже досягли прогресу щодо налаштування певних параметрів для майбутніх досліджень.
«Я був здивований тим, наскільки чутливим може бути інструмент пошуку темної матерії. Хоча спочатку він був створений для зовсім іншої мети. Ми вважаємо, що нові методи мають реальний потенціал для виявлення темної матерії у майбутньому», — резюмував професор Гроте.