Обнаружено новое возможное доказательство существования темной материи

Темная материя – невидимая в электромагнитном спектре и практически никак (кроме гравитации) не влияющая на обычное вещество гипотетическая материя, которая составляет основную массу галактик и приблизительно 26,8% массы Вселенной.

До сих пор ученым не удавалось не только определить природу темной материи, но и даже доказать ее существование. Предполагается, что она, как и обычная материя, должна состоять из элементарных частиц.

Ранее международная группа ученых во главе с исследователями из MIT проанализировала данные по более чем 41 миллиарду частиц, которые попали в детектор AMS за 2,5 года его работы. В 2013 году исследователи выяснили, что среди этих частиц наблюдается аномальное число позитронов (античастиц электронов), источником которых не могут являться исключительно космические лучи.

Теперь ученые из MIT выявили среди зарегистрированных AMS частиц относительную долю позитронов (positron fraction), то есть пропорцию позитронов к числу электронов и позитронов вместе. В этот раз анализ частиц проводился в более широком энергетическом диапазоне.

Выяснилось, что эта пропорция значительно увеличивается к нижним энергетическим уровням (начиная с 8 ГэВ и ниже), однако выравнивается на отметке в 275 ГэВ, что, по мнению ученых, говорит о том, что источником позитронов могло являться столкновение частиц темной материи (энергией приблизительно в 1 Тэв).

Ученые также заявили о том, что впервые провели экспериментальные наблюдения максимума относительной доли позитронов в космических лучах – от 243 до 307 ГэВ.

Новое исследование подтверждает вывод о том, что источником позитронов, пойманных AMS, действительно являлись не только космические лучи.

Новые результаты недвусмысленно говорят о том, что в галактике действует новый источник позитронов. Мы пока не знаем, являются ли эти позитроны результатом столкновения частиц темной материи, либо активности астрофизических источников вроде пульсаров. Однако необходимые исследования уже ведутся, чтобы определить верность одной из двух гипотез.

– Паоло Цуккон (Paolo Zuccon), MIT

Ученые отмечают, что с уверенностью определить источник удастся в результате дальнейших экспериментов, однако разгадка уже близка.

Темная материя где-то там, мы просто не знаем, чем она является. Детектор AMS может пролить свет на эту проблему. Сейчас мы получили зацепку, и в наших возможностях выяснить, является ли она верной.

– Паоло Цуккон (Paolo Zuccon), MIT

Более подробно об исследовании ученых можно почитать в их статьях, опубликованных в журнале Physical Review Letters.