Отправленные в космос радиосигналы помогут найти темную материю

Астрофизики придумали новый способ регистрации темной материи, применимый в случае, если она состоит из очень легких частиц. Для реализации этого необходимо отправлять в космос мощные импульсы микроволнового излучения, которые при взаимодействии с такими частицами вызовут их распад и породят слабое эхо. Подробности описаны в препринте на сервере arXiv.org.

Темная материя — это собирательное название нескольких экспериментальных фактов, которые не могут быть объяснены в рамках космологии с привлечением исключительно известных явлений и процессов. Большинство ученых склоняются к интерпретации темной материи как отдельной субстанции, состоящей из частиц. В таком случае она должна окружать все галактики в виде протяженного гало. В недавнем прошлом наиболее популярными были модели вимпов — слабовзаимодействующих массивных частиц. Однако долгие поиски таких объектов как методами астрофизики, так и при помощи ускорителей на Земле не дали результатов, из-за чего исследователи обращают внимание на другие варианты. Например, существование аксионов — гипотетических нейтральных частиц, которые были предложены в 1977 году для решения проблемы сохранения CP-инвариантности в теории сильного взаимодействия. В отличие от многих других частиц-кандидатов, свойства аксиона нельзя менять в широких диапазонах, так как они зафиксированы физикой высоких энергий.

В новой работе ученые предложили стимулировать распад аксионов на два фотона путем их облучения электромагнитными волнами нужной частоты. Однако для работоспособности метода необходимо выполнение специального условия — отсутствия термического равновесия между частицами темной материи в гало галактик. В то время как многие астрофизики считают это условие невыполненным, авторы новой работы относятся к сторонникам противоположной точки зрения. Их аргументом является то, что силы взаимодействия между частицами недостаточно для перехода в термализованное состояние. Если они правы, то в гало существуют потоки с различными плотностями, которые можно будет выявить новым методом.

Согласно оценкам авторов, эксперимент можно провести, запуская импульсы со 100 антенн около крупного радиотелескопа, например Грин-Бэнк в США, который будет использоваться в качестве приемника сигнала. Ученые также отмечают реализуемость проекта с использованием существующих технологий, а также высокую чувствительность предложенного метода.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.