Физики «вернули к жизни» гипотезу о темных фотонах
Поскольку ученые годами безрезультатно ищут частицы темной материи, многие физики сомневаются, что она вообще состоит из них. Однако одна из таких гипотез неожиданно получила второй шанс: выяснилось, что прежние ограничения на существование гипотетических темных фотонов могли быть слишком строгими.
Темная материя (ТМ) — один из самых больших вопросов современной физики. В ее существовании ученые практически не сомневаются: именно ее гравитационное воздействие на галактики удерживает звезды, составляющие эти галактики, вместе. Правда, из чего она состоит по-прежнему неизвестно, и исследователи рассматривают самые разные варианты, включая гипотетические частицы.
Среди наиболее известных кандидатов присутствуют вимпы (WIMP) и аксионы. Причем в последние десять лет физики все чаще критикуют обе эти идеи. Первые представляют собой тяжелые частицы, слабо взаимодействующие с обычным веществом, а вторые — чрезвычайно легкие частицы. Еще один вариант — темные фотоны. Они похожи на обычные фотоны, но относятся к так называемому темному сектору — пока неизвестной физике за пределами Стандартной модели.
От гипотезы о темных фотонах физики почти отказались после того, как расчеты показали, что эти частицы должны заметно нагревать вещество в ранней Вселенной. Тогда космос был заполнен горячей плазмой — смесью свободных электронов и ионов. По прежним моделям, в какой-то момент частота колебаний плазмы могла совпасть с массой темного фотона. Это называется резонансом: когда частоты совпадают, энергия особенно легко переходит от одного колебания к другому. В результате темные фотоны должны были передать плазме значительную часть своей энергии и нагреть ее.
Такой нагрев не мог оказаться незаметным. Он должен был оставить след в наблюдаемой Вселенной, например, изменить свойства реликтового излучения. Но поскольку таких изменений не обнаружили, ученые решили, что темные фотоны не могли передавать плазме столько энергии, а значит, их существование оказалось под вопросом.
Именно эти ограничения решили пересмотреть авторы нового исследования. Чтобы понять, действительно ли плазма будет продолжать поглощать энергию темных фотонов после начала резонанса, физики провели компьютерное моделирование. В нем они отдельно отслеживали поведение электронов и ионов. Это важный подход: в прежних расчетах плазму рассматривали преимущественно как линейную систему: если передача энергии началась, то должна была продолжаться.
Однако в реальной плазме все оказалось сложнее. Сначала темные фотоны действительно передавали энергию электронам, возбуждая в плазме особые колебания — ленгмюровские волны. Но по мере роста их энергии в системе появлялись другие колебания, в том числе ионно-акустические волны, что приводили к небольшим изменениям плотности плазмы в разных местах.
Из-за этих колебаний плазма становилась неоднородной, и условия для быстрого резонанса нарушались. Передача энергии от темных фотонов к плазме быстро замедлялась — фактически плазма сама не давала этому процессу продолжаться.
По итогу прежние ограничения на темные фотоны оказались много слабее, чем считалось. В зависимости от массы частицы допустимая сила ее взаимодействия с обычным веществом может быть в 3000–10 миллионов раз больше прежних оценок. Значит, диапазон параметров, который раньше считался практически исключенным, снова можно рассматривать.
Результаты научной работы, опубликованные в журнале Physical Review Letters, не доказывают, что темные фотоны существуют или что именно из них состоит темная материя. Тем не менее физики показали, что один из главных космологических аргументов против этой гипотезы оказался не таким надежным, как считалось. Так что темные фотоны снова становятся возможной целью для будущих поисков гипотетических частиц ТМ.
Telegram 
Дзен 
VK Мумии сохраняют следы не только болезней и травм, но и самих процедур, которым подвергали тела после смерти. Компьютерная томография головы мумии, много десятилетий пролежавшей в музее, раскрыла не совсем привычный способ извлечения мозга и другие детали бальзамирования.
Археологи, проводящие раскопки древнего города Адрамиттейон в Западной Турции, обнаружили богатую римскую виллу II-III веков нашей эры. Украшающая виллу мозаика включает в себя неожиданно личный элемент жизни владельцев — изображения домашних питомцев с надписями, указывающими их имена.
Американские арахнологи открыли в Скалистых горах на севере Айдахо новый вид паука из рода Hexura, представители которого прежде встречались лишь на северо-западе США и в Канаде. Обнаруженная группа живет примерно в 500 километрах восточнее известного науке ареала. Пауки Hexura тесно связаны с местом обитания и не расселяются на большие расстояния, поэтому ученым еще предстоит выяснить, как новый вид оказался так далеко от известных популяций.
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.
Ребенок легче взрослого, быстрее осваивается в новой обстановке и обладает пластичной нервной системой — значит, невесомость он перенесет проще. Это рассуждение звучит убедительно ровно до тех пор, пока ребенка считают уменьшенной копией взрослого. На самом деле его скелет еще набирает прочность, мышцы учатся работать вместе с нервной системой, вестибулярный аппарат настраивает ощущение положения тела, а органы и ткани проходят этапы, которые нельзя повторить после завершения роста. Если в этот период убрать постоянную нагрузку земного притяжения, организм будет не только приспосабливаться к новой среде: он станет формироваться внутри нее. Каким получится результат, медицина сегодня не знает: длительных орбитальных исследований с участием несовершеннолетних не проводилось.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии