Навигация по сайту

Меню сайта

Ключевые теги

Реклама

новости партнёров

Архив сайта

Новости

Где покупать автошины
о Для своей машины всегда самое-самое хочется купить. Часто нет элементарно времени на какие-то походы по магазинам, чтобы детали найти и купить. Часто уже интернет-магазинами пользуются даже для таких

Как мы планируем вывести темную материю на свет

Задолго до того, как мы атомная теория материи Ученые знали, что воздух был реальным, хотя и невидимым. Это было потому, что мы могли видеть его действие, когда ветер ласкал листья деревьев.

Точно так же мы видим влияние другой невидимой силы в более широком космосе в движение звезд внутри галактик , Но мы пока не знаем, что это за таинственное темная материя " сделан из.

Теперь детекторы нового поколения, включая тот, который мы строим на золотом руднике в Виктории, дают нам надежду, что мы наконец-то сможем пролить свет на темную материю.

Светятся в темноте

Некоторые модели предсказывают, что любая частица, составляющая темную материю, также является ее собственной античастицей. Это приводит к захватывающему предсказанию, что, если две частицы темной материи взаимодействуют, они аннигилируют в поток экзотических частиц или излучения.

Если он аннигилирует в частицы, то космические детекторы, такие как альфа-магнитный спектрометр ( AMS ) на Международной космической станции может обнаружить необычные числа, скажем, позитронов. Если он аннигилирует в излучение (или если аннигилируют сами позитроны), то излучение будет в форме высокоэнергетического гамма-излучения, которое может быть обнаружено НАСА Гамма-космический телескоп Fermi на орбите над Землей.

Альфа-магнитный спектрометр, установленный на Международной космической станции, может помочь обнаружить признаки темной материи. НАСА

Если это так, сигнал будет самым сильным там, где плотность темной материи самая высокая. Это может быть около центра нашей галактики, где она притягивается огромной гравитацией плотно упакованных звезд и сверхмассивной черной дырой.

К сожалению, черные дыры и близлежащие взрывающиеся звезды могут создавать аналогичные сигналы для уничтожения темной материи. Это затрудняет различение любых сигнал темной материи от черной дыры или шума сверхновых.

Однако, если бы нам удалось найти сгусток темной материи, которая ярко светилась в гамма-лучах, а внутри почти не было звезд, то мы могли бы быть гораздо более уверенными в том, что видим признаки темной материи.

К счастью, есть такие объекты, вращающиеся вокруг Млечного Пути, известные как ультра-слабые карликовые сфероидальные галактики. Но, к сожалению, похоже, нет подтвержденного обнаружения гамма-лучей от этих объектов, хотя есть намеки, что внутри может происходить что-то интересное.

Чтобы подтвердить природу темной материи, ничто не заменит прямое обнаружение в лаборатории. Возможно возникновение темной материи во время столкновений в Большой адронный коллайдер в ЦЕРН, в этом случае он будет пролетать через детекторы, даже не отключая их.

Его присутствие будет раскрыто так же, как и хитрый бухгалтер: мы измеряем всю энергию, которая входит в столкновение, и мы измеряем всю энергию, которая выходит. Если это не складывается, мы знаем, что некоторая энергия вышла в виде темной материи.

Большой адронный коллайдер может создавать частицы темной материи. CERN

Рытье для темного золота

Есть еще один вариант, и это попытка обнаружить естественную темную материю нашей галактики, которую Земля пашет каждый год. Это зависит от призрачной темной материи, сталкивающейся с ядром атома при лобовом столкновении.

Действительно, за то время, которое у вас ушло на чтение этой статьи, вполне вероятно, что у вас был атом, сбитый частицей темной материи. Маловероятно, что вы почувствовали это, поскольку люди делают плохие детекторы. Но мы строим лучший.

С международным консорциумом университетов, исследовательских агентств и промышленности мы строим подземную физическую лабораторию Stawell ( SUPL ) в километре под землей на золотом прииске в Стауэлле, штат Виктория. Это будет первый в мире детектор темной материи в южном полушарии, известный как SABER ,

Мы используем слои породы выше, чтобы блокировать излучение из космоса, которое в противном случае могло бы подавить наш чувствительный детектор. Это гарантирует, что только призрачная темная материя может проходить сквозь твердую скалу и время от времени сталкиваться с детектором.

Это гарантирует, что только призрачная темная материя может проходить сквозь твердую скалу и время от времени сталкиваться с детектором

Некоторые из ведущих ученых эксперимента SABRE на золотом прииске Stallwell. На заднем плане - установка радиационных испытаний. Карл Нокс (Университет Суинберн), Автор предоставлен

Эксперимент SABRE состоит из сверхчистого кристалла йодида натрия, легированного таллием, который обладает чрезвычайно низким уровнем радиации (в конце концов, мы не хотим видеть наше собственное радиоактивное «свечение»). Этот уникальный кристалл, созданный Принстоном Профессор Фрэнк Калаприс , иногда будет поражена частицей темной материи, в результате чего ядро ​​атома отскочит, как игра в бильярд. Атом будет энергично возбужден во время столкновения и в конечном итоге выделит эту энергию в виде гамма-излучения высокой энергии.

Сам кристалл йодида натрия является естественным сцинтиллятором, который принимает это гамма-излучение и производит вспышку оптического света, которую могут обнаружить чувствительные камеры вокруг кристалла. Итак, при охоте на призраков мы ищем слабые вспышки света в темноте.

Мы надеемся, что со временем мы наконец сможем пролить свет на темную материю и получить представление об этой таинственной субстанции, которая в пять раз больше массы вселенной, чем то, что мы можем видеть.

Алан Даффи , Научный сотрудник, Суинбернский технологический университет а также Элизабетта Барберио Профессор физики высоких энергий, Университет Мельбурна

Эта статья была первоначально опубликована на Разговор , Прочитайте оригинальная статья ,