24.05.2017
Редакция Naked Science

Новый детектор темной материи дал первые результаты

Международная группа ученых завершила обработку первичных данных, которые были получены с помощью нового детектора темной материи XENON1T.

xenon_press_release2
©Wikipedia

Темная материя представляет собой гипотетическую форму материи, которая слабо взаимодействует с электромагнитным излучением. Концепция восходит к 1940-м годам и ставит своей целью объяснение необычного движения галактик. При наблюдении восьми галактик в скоплении Кома американский астроном Фриц Цвикки (Fritz Zwicky) пришел к выводу, что устойчивость последнего может обеспечиваться только наличием дополнительных источников массы: показатель наблюдаемых звезд объяснял лишь десятые доли от необходимого. Впоследствии схожая аномалия была обнаружена для других галактик. Чтобы адаптировать их скорость к Общей теории относительности (ОТО), ученые ввели в рассмотрение новое вещество.

 

Несмотря на то, что темная материя участвует в гравитационных взаимодействиях, ее прямое выявление в известных электромагнитных спектрах считается невозможным. По современным представлениям, она, при массе в пять раз большей, чем «обычная» материя, состоит из вимпов (Weakly Interacting Massive Particle, WIMP) — гипотетических массивных частиц. В 2008 году исследователи из проекта DAMA сообщили о сезонной регистрации вимпов. Полученные данные они интерпретировали так: из-за оборотов Солнечной системы вокруг центра Галактики и Земли вокруг Солнца скорость планеты варьируется относительно Млечного Пути. В результате Землю, в зависимости от сезона, огибает разное количество вимпов.

 

График сечения рассеяния вимпов в зависимости от массы / ©E. Aprile et al., arXiv.org, 2017

 

Тем не менее, воспроизвести эксперимент не удалось. Осенью 2016 года на базе Национальной лаборатории Гран-Сассо в Италии начал работу сверхчувствительный детектор вимпов XENON1T. По сравнению с предшественником, XENON100, масса рабочего тела новой установки (газообразного и жидкого ксенона) была увеличена в 20 раз. Для минимизации механических воздействий система расположена на глубине 1400 метров. Детектор представляет собой цилиндр, в котором под давлением 1,9 бара и при температуре минус 96 градусов Цельсия находится примерно 3,5 тонны ксенона. От случайных микрообъектных воздействий рабочее тело защищают несколько слоев воды и других материалов.

 

Регистрация вимпов происходит следующим образом. Попадая на атомы ксенона, частицы рассеиваются, приводя к возникновению фотонов и ионизации газа. Под воздействием электрического поля освободившиеся электроны вылетают из жидкости в газ и фиксируются сцинтиляционным счетчиком. В ходе последующего анализа сигнала ученые исключают из рассмотрения события, связанные с распадом изотопов. Согласно выводам новой работы, в течение месяца XENON1T не детектировал события, ассоциирующиеся с рассеянием вимпов на нуклонах. Однако полученных данных достаточно, чтобы определить верхнюю границу сечения рассеяния (вероятности взаимодействия) с точностью 90 процентов.

 

Итоги исследования опубликованы на сервере препринтов arXiv.org.

 

Ранее астрономам удалось составить самую подробную топографическую карту темной материи в трех скоплениях галактик.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сегодня, 05:30
Мария Азарова

Ученые из США представили альтернативный молекулярный механизм образования меланоцитарного невуса, который согласуется как с экспериментальными, так и с клиническими наблюдениями.

Вчера, 14:37
Николай Цыгикало

Запуск в космос всегда динамичен. Ревущий старт, огромный факел огня, затихающий гром в небе. Первая ступень отработала и отделилась, отработала следующая, эстафета ускорения закончилась достижением орбитальной скорости на нужной высоте. Пуск ракеты завершен, заняв всего восемь – десять минут. Но выведение на этом не заканчивается. В работу вступает особая, космическая ступень. Именно она поднимает орбиту на большую высоту, начинает межпланетное путешествие, и решает много других задач. О ее сложной работе и больших возможностях – в нашем материале.

3 часа назад
Василий Парфенов

Польские ученые-полярники засняли редкое событие — охоту полярного медведя не на морскую добычу, а наземную. Правда, молниеносная атака все равно произошла в воде. Подобное поведение северного хищника впервые удалось запечатлеть на видео.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

26 ноября
Анастасия Михалева

За всю историю исследования в космосе побывали более 500 человек. В океан на глубину более 10 километров спускались всего трое. Мы до сих пор знаем о Мировом океане и его обитателях недопустимо мало.

25 ноября
Илья Ведмеденко

Российские инженеры спроектировали самолет для межконтинентальных полетов в стратосфере. Его можно назвать условным аналогом британского Skylon.

3 ноября
Ольга Иванова

Исследований на эту тему, как ни странно, мало, хотя предположений — великое множество. По мнению ученых из Венгрии, одна из причин такого поведения — высокая концентрация внимания на речи хозяина, а еще это означает, что собака слышит знакомое слово.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

2 ноября
Мария Азарова

Авторы новой работы на примере Шотландии определили характеристики людей, умерших от Covid-19, хотя они были привиты, а также выявили основные предикторы смертности.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: