Так з чого все-таки складається темна матерія, Нанотехнології Nanonewsnet
Великий адронний колайдер так і не побачив вимпів, тому основний кандидат на роль головної частинки темної матерії може поступитися своїми позиціями аксіонам або навіть ще екзотичнішим претендентам.
Частинки темної матерії (ТМ), вимпи, мають бути стабільними, нейтральними та дуже рідко взаємодіяти з іншими видами матерії. Тривалий час ці вимоги вважалися найбільш здійсненними у разі, якщо ТМ представлена переважно вимпами. Відповідно до низки теорій, такі вимпи — аналоги відомих частинок — повинні мати той самий заряд, що й частинки баріонної матерії, але протилежний спин.
Проте крім періодичних заяв про можливе знаходження слідів таких вимпів у тих чи інших фізичних експериментах, є й проблема: Великий адронний колайдер, наш найдосконаліший прискорювач, не бачить нічого в передбаченому для вимпів діапазоні — крім бозона Хіггса. Тож залишається шукати такі ТМ-частинки у космосі, де є й потужніші ВАКи.
Але й тут не все гаразд. Відповідно до теоретичних передбачень, вимпи майже взаємодіють зі звичайною матерією. Однак повинні взаємодіяти між собою, анігілюючи та породжуючи гамма-випромінювання. Найпростіше знайти їх у карликових галактиках — на зразок тих, що оточують Чумацький Шлях. Зазвичай видимої матерії там дуже мало, проте за гравітаційною взаємодією з Чумацьким Шляхом виявлено, що насправді вони не такі маломасивні, як здаються: у карликових галактиках порівняно із звичайними значно більша частка темної матерії. Крім того,інтенсивність процесів, що породжують гамма-випромінювання, там мала, що означає низьке тло, що заважає виявленню анігіляції вимпів.
Саме там космічний гамма-телескоп «Енріко Фермі», який належить НАСА, вже три роки намагається знайти сліди вимпів. Але безуспішно:
Навіть виявлений нещодавно вузький пік у районі 130 ГеВ, що локалізується неподалік центру Чумацького Шляху, також викликає сумніви у фахівців НАСА, так що і це нещодавнє свідчення «виявлення чогось на зразок вимпів» доводиться відкинути.
Власне кажучи, отримані обмеження вже зараз дозволяють говорити, що вимпів — щонайменше для низки значень енергій — виявити не вдасться, бо їх немає у природі. Звичайно, ще не все втрачено, але вже зараз варто придивитися до альтернативних кандидатів на роль чорної кістки темної матерії.
Варіантів багато, однак і аксіони, які начебто вирішують проблему дефіциту літію у Всесвіті, в Axion Dark Matter Experiment поки що не виявлено. Зрозуміло, завжди можна звернутися до частинок Калуци — Клейна, ще екзотичніших кандидатів у ТМ. Але чи варто? Наскільки можна зрозуміти, якщо вони існують, то їх виявлення навіть не те що важко, а скоріше під силу хіба що надцивілізаціям.
І все-таки сумніви щодо існування власне темної матерії як небаріонної, схоже, зникають навіть у самих упертих. Справа в тому, що в 2012 році групі «Хаббла» вперше вдалося виявити колосальну структуру, яка спотворює фонове випромінювання таким чином, яким його не може викривити можлива кількість звичайної матерії:
Ця знахідка, зроблена за допомогою попередньогомоделювання розподілу темної матерії у Всесвіті свідчить: пошуки темної матерії рухаються у правильному напрямку. Залишилося лише вирішити, що саме ми виявимо наприкінці шляху.
«Я впевнений, що темна матерія реальна, і мені подобається думати про неї як про елементарну частинку, — каже Ленс Діксон (Lance Dixon) із Національної прискорювальної лабораторії SLAC (США). — Однак нам може не вистачити успіху для того, щоб ця елементарна частка стала однією з тих, що ми можемо зареєструвати [існуючими засобами]».