Астрономия

Следы темной материи могут скрываться в существующих данных

Milennium-II Simulation

До сих пор темная материя избегала всех типов детекторов, которые использовались для ее обнаружения. Считается, что она должна составлять около 85% от общей массы Вселенной, но понять, из чего состоит эта таинственная субстанция, астрофизики пока не могут. Авторы новой работы предполагают, что следы темной материи могут скрываться в уже имеющихся данных, вопрос только в подходе для их анализа. Статья исследователей представлена в журнале Physical Review Letters.

За сигналами от темной материи охотятся несколько крупных научных экспериментов, которые ищут следы редких взаимодействий этих невидимых частиц с атомными ядрами. Предположительно, они будут проявляться в виде излучения или другого рода эффектов при рассеянии частиц темной материи на более крупных ядрах. Однако авторы новой работы сфокусировались на эффектах, которые могут возникать, если эти слабо взаимодействующие с веществом частицы будут поглощаться атомными ядрами.

В результате поглощения у атома может появиться больше энергии, которую он может использовать, например, для выброса электрона с внешних оболочек. Авторы обратили все внимание только на те случаи, которые рассматривают выброс электрона или нейтрино при соударении частицы темной материи с атомным ядром.

Физики из Калифорнийского и Вашингтонского университетов предполагают, что некоторые существующие эксперименты, в том числе направленные на поиск частиц темной материи и процессов, связанных с нейтрино, могут быть легко модифицированы, чтобы также фиксировать возможные процессы поглощения, связанные с темной материей. Кроме того, исследователи предполагают, что новый анализ ранее собранных данных детекторов может обнаружить эти незамеченные сигналы темной материи.

Исследователи отмечают, что диапазон новых сигналов, на которых они фокусировались, открывает «океан» кандидатов на звание частиц темной материи. Среди них, например, пока еще не открытые легкие фермионы или частицы, которые могут быть ближайшими родственниками «стерильных» нейтрино — частиц, которые подвержены только гравитационным и больше никаким из четырех видов взаимодействий. Ученые также называют целый список потенциальных экспериментов по всему миру, которые могут иметь соответствующие данные и поисковые возможности для поиска целевых сигналов. В их числе CUORE, LZ LUX, PandaX-II, XENON1T, KamLAND-Zen, SuperKamiokande, CDMS-II, DarkSide-50 и BOREXINO.

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