31 қазан - қараңғы материя күні. Кешен туралы: қараңғы материя дегеніміз не және оны қайдан іздеу керек. Ғалымдар қараңғы заттарды қалай іздейді

Стандартты модель деп аталатын физикадағы теориялық конструкция ғылымға белгілі барлық элементар бөлшектердің өзара әрекеттесуін сипаттайды. Бірақ бұл Әлемде бар заттың тек 5%, ал қалған 95% -ы мүлдем белгісіз сипатта. Бұл гипотетикалық қараңғы материя дегеніміз не және ғалымдар оны қалай анықтауға тырысуда? Бұл туралы Мәскеу физика-техникалық институтының студенті, физика және астрофизика кафедрасының қызметкері Хайк Акопян арнайы жоба аясында әңгімелейді.

Хиггс бозоны ашылғаннан кейін расталған элементар бөлшектердің Стандартты моделі бізге белгілі қарапайым бөлшектердің: лептондардың, кварктардың және әрекеттесу тасушыларының (бозондар мен глюондардың) іргелі әрекеттесулерін (электрлік және күшті) сипаттайды. Алайда, бұл үлкен күрделі теорияның барлығы барлық материяның шамамен 5-6% ғана сипаттайды, ал қалғандары бұл модельге сәйкес келмейді. Біздің ғалам өмірінің алғашқы сәттерінен жүргізілген бақылаулар бізді қоршап тұрған материяның шамамен 95% мүлдем белгісіз табиғатта екенін көрсетеді. Яғни, гравитациялық әсерінен бұл жасырын заттың бар екенін жанама түрде көреміз, бірақ осы уақытқа дейін оны тікелей ұстау мүмкін болмады. Бұл жасырын масса құбылысы «қараңғы материя» кодтық атауына ие болды.

Қазіргі ғылым, әсіресе космология Шерлок Холмстың дедуктивті әдісі бойынша жұмыс істейді

Енді WISP тобының негізгі үміткері күшті өзара әрекеттесу теориясында туындайтын және өте аз массасы бар аксион болып табылады. Мұндай бөлшек жоғары магниттік өрістерде фотон-фотон жұбына айналуға қабілетті, бұл оны қалай анықтауға болатыны туралы кеңестер береді. ADMX тәжірибесі 80 000 гаус магнит өрісін жасайтын үлкен камераларды пайдаланады (бұл Жердің магнит өрісінен 100 000 есе көп). Теориялық тұрғыдан мұндай өріс аксионның фотон-фотон жұбына ыдырауын ынталандыруы керек, оны детекторлар ұстау керек. Көптеген әрекеттерге қарамастан, WIMP, аксион немесе зарарсыздандырылған нейтрино әлі анықталған жоқ.

Осылайша, біз қараңғы массаның оғаш болуын түсіндіруге тырысатын көптеген әртүрлі гипотезаларды аралап шықтық және бақылаулардың көмегімен мүмкін емес нәрсені жоққа шығара отырып, біз қазірдің өзінде жұмыс істей алатын бірнеше ықтимал гипотезаға келдік.

Ғылымдағы теріс нәтиже де нәтиже болып табылады, өйткені ол бөлшектердің әртүрлі параметрлерін шектейді, мысалы, мүмкін болатын массалар ауқымын жояды. Жылдан жылға үдеткіштердегі жаңа бақылаулар мен эксперименттер қараңғы материя бөлшектерінің массасы мен басқа параметрлеріне жаңа, неғұрлым қатаң шектеулер береді. Осылайша, барлық мүмкін емес нұсқаларды тастап, іздеу шеңберін тарылта отырып, біз күн өткен сайын біздің Ғаламдағы заттардың 95% неден тұратынын түсінуге жақындап келеміз.

МӘСКЕУ, 31 қазан - РИА Новости, Ольга Коленцова.Ғалымдардың есептеулері Ғаламның 95% адамдар әлі зерттемеген материядан тұратынын көрсетті: 70% - қара энергия, 25% - қараңғы материя. Біріншісі нөлдік емес энергиясы бар өрістің бір түрі деп болжанады, бірақ екіншісі анықталатын және зерттелетін бөлшектерден тұрады. Бірақ бұл заттың жасырын масса деп аталуы бекер емес - оны іздеу ұзақ уақытқа созылады және физиктер арасында қызу пікірталастармен бірге жүреді. Зерттеулерін көпшілікке жеткізу үшін CERN тіпті бүгін, 31 қазанда алғаш рет тойланатын Қараңғы заттар күнін бастады.

Қараңғы материяның болуын жақтаушылар тәжірибелік фактілермен расталған айтарлықтай салмақты дәлелдер келтіреді. Оны тану ХХ ғасырдың 30-жылдарында, швейцариялық астроном Фриц Цвики Кома шоғырының галактикаларының ортақ орталық айналасында қозғалу жылдамдығын өлшеген кезде басталды. Өздеріңіз білетіндей, қозғалыс жылдамдығы массаға байланысты. Ғалымның есептеулері галактикалардың шынайы массасы телескоптармен бақылау процесінде анықталғаннан әлдеқайда көп болуы керек екенін көрсетті. Галактикалардың айтарлықтай үлкен бөлігі бізге көрінбейтіні белгілі болды. Сондықтан ол жарықты шағылыспайтын және жұтпайтын материядан тұрады.

Жасырын массаның бар екендігінің екінші растауы - галактикалар арқылы өтетін жарықтың өзгеруі. Өйткені, кез келген массасы бар объект жарық сәулелерінің түзу сызықты бағытын бұзады. Осылайша, қараңғы материя жарық суретте (алыстағы заттың бейнесі) өзіндік өзгерістер жасайды және ол тек көрінетін материя арқылы жасалатын суреттен өзгеше болады. Қараңғы материяның бар екендігінің он дәлелі бар, бірақ сипатталған екеуі негізгі болып табылады.

© 2012 Корольдік астрономиялық қоғамының авторлардың айлық хабарламалары, 2012 RAS

© 2012 Корольдік астрономиялық қоғамының авторлардың айлық хабарламалары, 2012 RAS

Қараңғы материяның бар екендігінің дәлелі өте сенімді болғанымен, оны құрайтын бөлшектерді әзірге ешкім тауып, зерттеген жоқ. Физиктер мұндай құпияны екі себепке байланысты деп болжайды. Біріншісі, бұл бөлшектердің массасы тым жоғары (E=mc² формуласы арқылы энергияға қатысты), сондықтан қазіргі үдеткіштердің мүмкіндіктері мұндай бөлшекті «жасау» үшін жай ғана жеткіліксіз. Екінші себеп - қараңғы материяның пайда болуының өте төмен ықтималдығы. Мүмкін, біз оны дәл таба алмаймыз, өйткені ол адам ағзасымен және бізге белгілі бөлшектермен өте әлсіз әрекеттеседі. Қараңғы материя барлық жерде (есептеулерге сәйкес) және оның бөлшектері секунд сайын біздің арамыздан өтіп жатқанымен, біз оны сезбейміз.

Ғаламның қараңғы материясы «артық салмақтан арылу» дейді ресейлік физиктерҒаламдағы қараңғы материяның мөлшері шамамен 2-5%-ға азайды, бұл Үлкен жарылыс кезіндегі және бүгінгі күндегі кейбір маңызды космологиялық параметрлердің мәндеріндегі сәйкессіздіктерді түсіндіруі мүмкін.

Қараңғы зат бөлшектерін анықтау үшін ғалымдар қажетсіз әсерлерді азайту үшін жер астында орналасқан детекторларды пайдаланады. Кейде қараңғы материяның бөлшектері әлі де атом ядроларымен соқтығысады, импульстің бір бөлігін оларға береді, электрондарды сөндіреді және жарықтың жарқылын тудырады деп болжанады. Мұндай соқтығыстардың жиілігі қараңғы зат бөлшектерінің ядромен әрекеттесу ықтималдығына, олардың концентрациясына және салыстырмалы жылдамдығына (Жердің Күнді айнала қозғалысын ескере отырып) байланысты. Бірақ эксперименттік топтар, тіпті кейбір әсерлерді анықтаған кезде де, детектордың бұл жауабы қараңғы материядан туындағанын жоққа шығарады. Тек Гран Сассо жерасты зертханасында жұмыс істейтін итальяндық DAMA тәжірибелік тобы ғана галактикалық жасырын масса арқылы Жердің қозғалысымен байланысты болатын сигналдарды санау жылдамдығының байқалатын жыл сайынғы ауытқулары туралы хабарлайды.

© Фото: SuperCMDS бірлесіп жұмыс істеу

Бұл тәжірибеде детектордың ішіндегі жарық жыпылықтауының саны мен энергиясы бірнеше жыл бойы өлшенеді. Зерттеушілер мұндай оқиғаларды санау жылдамдығында әлсіз (шамамен 2%) жыл сайынғы ауытқулардың болуын дәлелдеді.

Итальяндық топ тәжірибелердің сенімділігін сенімді түрде қорғағанымен, бұл мәселе бойынша ғалымдардың пікірлері екіұшты. Итальяндық топ алған нәтижелердің негізгі әлсіз жері олардың қайталанбайтындығы болып табылады. Мысалы, гравитациялық толқындар ашылғанда, оларды дүние жүзіндегі зертханалар анықтап, сол арқылы басқа топтар алған мәліметтерді растады. DAMA жағдайында жағдай басқаша - әлемде ешкім бірдей нәтижеге ие деп мақтана алмайды! Әрине, бұл топтың қуаттырақ детекторлары немесе өзіндік әдістері болуы мүмкін, бірақ эксперименттің бұл бірегейлігі кейбір зерттеушілердің оның сенімділігіне күмән тудырады.

"Гран Сассо зертханасында жиналған деректердің нені білдіретінін әлі айту мүмкін емес. Қалай болғанда да, Италиядан келген топ қазірдің өзінде сенсация болған нәрсені жоққа шығару емес, оң нәтиже берді. Енді сигналдар табылды. Түсіндіру қажет.Және бұл қараңғы материяның моделін құруға арналғандарды қоса алғанда, әртүрлі теориялардың дамуына үлкен ынталандыру.Бірақ ғалым неліктен алынған деректердің ешқандай жолмен қатысы жоқ екенін түсіндіруге тырысса да. қараңғы материя, бұл әлі де табиғатты түсінудегі жаңа қадам болуы мүмкін. Қалай болғанда да, нәтиже болды және біз жұмысты жалғастыруымыз керек, бірақ мен қазір қараңғы материяның табылғанымен толық келісе алмаймын», - деп түсіндірді Константин Белоцкий, MEPhI Ұлттық зерттеу ядролық университетінің элементар бөлшектер физикасы кафедрасының жетекші ғылыми қызметкері.

Қараңғы материя жарық шығармайды және жұтпайды, іс жүзінде «қарапайым» материямен әрекеттеспейді, ғалымдар әлі бірде-бір «қараңғы» бөлшекті ұстай алмады. Бірақ онсыз бізге таныс Әлем де, өзіміз де өмір сүре алмас едік. 31 қазанда атап өтілетін Қараңғы зат күнінде (физиктер бұл қараңғы және қол жетпес заттың құрметіне мереке өткізудің дәл уақыты деп шешті), N+1Лебедев атындағы физика институтының астроғарыш орталығының теориялық астрофизика бөлімінің меңгерушісі Андрей Дорошкевичтен қараңғы материя деген не және ол неге соншалықты маңызды деп сұрады.

N+1: Бүгінгі таңда ғалымдар қараңғы материяның шынымен бар екеніне қаншалықты сенімді?

Андрей Дорошкевич:Негізгі дәлел – ғарыштық микротолқынды фон радиациясының ауытқуын бақылау, яғни соңғы 15 жыл ішінде WMAP және «» ғарыш аппараттары алған нәтижелер.

Олар ғарыштық микротолқынды фонның, яғни ғарыштық микротолқынды фонның температурасының бұзылуын жоғары дәлдікпен өлшеді. Бұл бұзылулар иондалған сутегі бейтарап атомдарға айналған рекомбинация дәуірінен бері сақталды.

Бұл өлшемдер өте аз, кельвиннің он мыңнан бір бөлігіндегі ауытқулардың бар екенін көрсетті. Бірақ олар бұл деректерді теориялық модельдермен салыстыра бастағанда, олар қараңғы материяның болуынан басқа жолмен түсіндіруге болмайтын маңызды айырмашылықтарды тапты. Осының арқасында олар Ғаламдағы қараңғы және қарапайым материяның пропорцияларын пайыздық дәлдікпен есептей алды.

Планк телескопынан алынған мәліметтерге дейін және одан кейінгі ғаламдағы материяның таралуы (солдан оңға қарай).


Ғалымдар көрінбейтін және сезілмейтін қараңғы материядан құтылуға көптеген әрекеттер жасады, байқалған әсерлерді түсіндіруге тырысатын MOND сияқты өзгертілген гравитация теориялары жасалды. Неліктен қараңғы материяның үлгілеріне артықшылық беріледі?

Жағдай өте қарапайым: қазіргі заманғы Эйнштейннің гравитация теориясы Жер таразысында жақсы жұмыс істейді, спутниктер осы теорияға қатаң сәйкес ұшады. Және ол космологиялық масштабта өте жақсы жұмыс істейді. Ал гравитацияны өзгертетін барлық заманауи модельдер бәрін түсіндіре алмайды. Олар Ньютон заңына жаңа тұрақтыларды енгізеді, бұл галактикалар деңгейінде қараңғы материяның болуының әсерін түсіндіруге мүмкіндік береді, бірақ космологиялық масштабта жіберіп алады.

Мұнда гравитациялық толқындардың ашылуы көмектесе ала ма? Мүмкін бұл кейбір теорияларды жоққа шығаруға көмектесетін шығар?

Гравитациялық толқындардың қазір өлшегені - бұл ғылыми емес, үлкен техникалық жетістік. Олардың бар екендігі 40 жыл бұрын бинарлы пульсардың гравитациялық сәулеленуі (жанама) ашылғанда белгілі болды. Гравитациялық толқындарды бақылау тағы да қара тесіктердің бар екенін растады, дегенмен біз бұған дейін күмәнданбаған едік, бірақ қазір бұл жерде азды-көпті тікелей дәлелдер бар.

Эффекттің формасы, гравитациялық толқындардың күшпен өзгеруі бізге өте пайдалы ақпарат бере алады, бірақ біз гравитация теорияларын нақтылау үшін жеткілікті деректерге ие болғанша тағы бес-он жыл күтуіміз керек.

Ғалымдар қараңғы материя туралы қалай білді

Қараңғы материяның тарихы 1933 жылы астроном Фриц Цвики Кома Береницес шоқжұлдызында орналасқан кластердегі галактикалардың жылдамдығының таралуын зерттеген кезде басталды. Ол шоғырдағы галактикалардың тым жылдам қозғалатынын, тек көрінетін материяны ғана ескерсек, шоғыр тұрақты бола алмайтынын анықтады - галактикалар жай ғана әртүрлі бағытта шашыраңқы болады.

1933 жылы 16 ақпанда жарияланған мақаласында Цвики оларды көзге көрінбейтін гравитациялық зат, Dunkle Materie біріктіреді деп болжайды.

Біраз уақыттан кейін галактикалардың «көрінетін» массасы мен олардың қозғалысының параметрлері арасындағы сәйкессіздікті басқа астрономдар растады.

1958 жылы кеңестік астрофизик Виктор Амбарцумян Цвикидің парадоксын шешудің өзіндік әдісін ұсынды. Оның пікірінше, галактикалар шоғырларында оларды гравитациялық ұстап тұратын көзге көрінбейтін заттар жоқ. Біз жай ғана ыдырау процесінде кластерлерді байқаймыз. Алайда астрономдардың көпшілігі бұл түсініктемені қабылдамады, өйткені бұл жағдайда кластерлердің өмір сүру ұзақтығы бір миллиард жылдан аспайды және Ғаламның өмір сүру ұзақтығы он есе көп екенін ескерсек, бүгінгі күнге дейін бірде-бір кластер қалмас еді.

Қараңғы материя туралы жалпы қабылданған идеялар оның қарапайым заттың бөлшектерімен әрең әрекеттесетін массивтік бөлшектерден тұратын WIMP (WIMP) екенін айтады. Олардың қасиеттері туралы не айтуға болады?

Олардың жеткілікті үлкен массасы бар - бұл бәрі дерлік, біз тіпті нақты массаны атай алмаймыз. Олар ұзақ қашықтықты соқтығыспай жүреді, бірақ олардағы тығыздықтың ауытқулары тіпті салыстырмалы түрде шағын масштабта да ыдырамайды - бұл бүгінгі модельдер үшін бізге қажет жалғыз нәрсе.

CMB бізге үлкен масштабта, галактика кластерлерінің масштабында қараңғы материяның сипаттамаларын береді. Бірақ шағын галактикалар масштабына «төмендеу» үшін біз теориялық модельдерді қолдануға мәжбүрміз.

Кішігірім галактикалардың болуының өзі тіпті салыстырмалы түрде шағын масштабта Үлкен жарылыстан кейін көп ұзамай пайда болған біртекті еместіктердің болғанын көрсетеді. Мұндай біртекті еместіктер өшуі, тегістелуі мүмкін, бірақ біз олардың шағын галактикалар ауқымында өшпегенін анық білеміз. Бұл бұл күңгірт материя бөлшектерінің осы бұзылулар сақталатындай қасиеттері болуы керек дегенді білдіреді.

Жұлдыздар тек қараңғы материяның әсерінен пайда болуы мүмкін деп айту дұрыс па?

Онша емес. Қараңғы материя болмаса, галактикалар түзілмейді, ал жұлдыздар галактикалардан тыс қалыптаса алмайды. Қараңғы материядан айырмашылығы, бариондар әрқашан ыстық болады, олар радиацияның фонымен әрекеттеседі. Сондықтан олар жұлдыздарға өздігінен жинала алмайды, жұлдыздық-массалық бариондардың тартылыс күші олардың қысымын жеңе алмайды.

Қараңғы зат бөлшектері бариондарды галактикаларға тартатын көрінбейтін цемент сияқты әрекет етеді, содан кейін оларда жұлдыз түзілу процесі басталады. Бариондардан алты есе көп қараңғы материя бар, ол «жеткізеді», ал бариондар тек оның соңынан ереді.


XENON1T қараңғы заттың ксенон бөлшектерін детекторы

Xenon100 ынтымақтастығы

Біздің айналамызда қараңғы материя көп пе?

Ол барлық жерде бар, жалғыз сұрақ - оның қаншасы. Біздің Галактикада қараңғы материяның массасы 10 пайыздан аз деп есептеледі.

Бірақ қазірдің өзінде Галактиканың маңында қараңғы материя көбірек, біз өзіміздің де, басқа жұлдыздық жүйелердің де айналасында болуының белгілерін көре аламыз. Әрине, біз оны бариондардың арқасында көреміз, біз оларды бақылаймыз және олар онда тек қараңғы материяның болуына байланысты «ұстап тұрғанын» түсінеміз.

Ғалымдар қараңғы заттарды қалай іздейді

1980 жылдардың аяғынан бастап физиктер қараңғы материяның жеке бөлшектерінің соқтығысуын түсіру үшін жер астындағы нысандарда эксперименттер жүргізді. Соңғы 15 жыл ішінде бұл эксперименттердің ұжымдық сезімталдығы жыл сайын орта есеппен екі есе артып, экспоненциалды түрде өсті. Екі негізгі ынтымақтастық, XENON және PandaX-II, жақында жаңа, одан да сезімтал детекторларды іске қосты.

Олардың біріншісі әлемдегі ең үлкен қараңғы зат детекторы XENON1T құрастырды. Ол биіктігі 10 метрлік су ыдысына орналастырылған 2000 келі сұйық ксенон нысанасын пайдаланады. Мұның бәрі Гран Сассо ұлттық зертханасында (Италия) 1,4 шақырым тереңдікте жер астында жатыр. PandaX-II қондырғысы Қытайдың Сычуань провинциясында 2,4 шақырым тереңдікте жерленген және құрамында 584 келі сұйық ксенон бар.

Екі тәжірибе де ксенонды пайдаланады, себебі ол шу деңгейін төмен ұстауға көмектесетін өте инертті. Сонымен қатар, ксенон атомдарының ядролары салыстырмалы түрде ауыр (әр ядрода орта есеппен 131 нуклоннан тұрады), бұл қараңғы зат бөлшектері үшін «үлкен» нысананы қамтамасыз етеді. Егер осы бөлшектердің біреуі ксенон атомының ядросымен соқтығысса, бұл әлсіз, бірақ сезілетін жарық жарқылын (сцинтилляция) тудырады және электр зарядының пайда болуына әкеледі. Мұндай оқиғалардың аз ғана санын бақылау бізге қараңғы материяның табиғаты туралы маңызды деректер бере алады.

Әзірге бұл немесе басқа эксперименттер қараңғы материяның бөлшектерін анықтай алмады, бірақ бұл тыныштықты қараңғы зат бөлшектері мен қарапайым бөлшектер арасындағы соқтығысу ықтималдығының жоғарғы шегін орнату үшін пайдалануға болады.

Қараңғы зат бөлшектері қалыпты зат бөлшектері сияқты кластерлерді құра ала ма?

Олар мүмкін, бірақ барлық мәселе қандай тығыздықта. Астрофизика тұрғысынан галактикалар тығыз объектілер болып табылады, олардың тығыздығы текше сантиметрге бір протон деңгейінде, ал жұлдыздар - тығыздығы текше сантиметрге грамм ретті тығыз объектілер. Бірақ олардың арасында 24 реттік айырмашылық бар. Әдетте, қара материялық бұлттардың «галактикалық» тығыздығы бар.

Көптеген адамдардың қараңғы зат бөлшектерін іздеуге мүмкіндігі бар ма?

Олар нейтринолар сияқты қарапайым зат атомдарымен қараңғы материяның жеке бөлшектерінің өзара әрекеттесуін түсіруге тырысады. Бірақ оларды ұстау өте қиын, бұл тіпті мүмкін емес.

CERN-дегі CAST (CERN Axion Solar Telescope) телескопы қараңғы материядан тұруы мүмкін гипотетикалық бөлшектерді - аксиондарды іздейді.

Мүмкін, қараңғы материя негізінен «айна» деп аталатын бөлшектерден тұрады, олар негізінен олардың ауырлық күші арқылы ғана байқалады. Екінші «айна» ғалам туралы гипотеза жарты ғасыр бұрын ұсынылды, бұл шындықтың екі еселенуінің бір түрі.

Бізде тек космологиядан нақты бақылаулар бар.

Сұхбаттасқан Сергей Кузнецов

Ғалымдардың есептеулері Ғаламның 95% адамдар әлі зерттемеген материядан тұратынын көрсетті: 70% - қара энергия, 25% - қараңғы материя. Біріншісі нөлдік емес энергиясы бар өрістің бір түрі деп болжанады, бірақ екіншісі анықталатын және зерттелетін бөлшектерден тұрады.

Бірақ бұл заттың жасырын масса деп аталуы бекер емес - оны іздеу ұзақ уақытқа созылады және физиктер арасында қызу пікірталастармен бірге жүреді. Зерттеулерін көпшілікке жеткізу үшін CERN тіпті бүгін, 31 қазанда алғаш рет тойланатын Қараңғы заттар күнін бастады.

Қараңғы материяның болуын жақтаушылар тәжірибелік фактілермен расталған айтарлықтай салмақты дәлелдер келтіреді. Оны тану ХХ ғасырдың 30-жылдарында, швейцариялық астроном Фриц Цвики Кома шоғырының галактикаларының ортақ орталық айналасында қозғалу жылдамдығын өлшеген кезде басталды. Өздеріңіз білетіндей, қозғалыс жылдамдығы массаға байланысты. Ғалымның есептеулері галактикалардың шынайы массасы телескоптармен бақылау процесінде анықталғаннан әлдеқайда көп болуы керек екенін көрсетті. Галактикалардың айтарлықтай үлкен бөлігі бізге көрінбейтіні белгілі болды. Сондықтан ол жарықты шағылыспайтын және жұтпайтын материядан тұрады.

Жасырын массаның бар екендігінің екінші растауы - галактикалар арқылы өтетін жарықтың өзгеруі. Өйткені, кез келген массасы бар объект жарық сәулелерінің түзу сызықты бағытын бұзады. Осылайша, қараңғы материя жарық суретте (алыстағы заттың бейнесі) өзіндік өзгерістер жасайды және ол тек көрінетін материя арқылы жасалатын суреттен өзгеше болады. Қараңғы материяның бар екендігінің он дәлелі бар, бірақ сипатталған екеуі негізгі болып табылады.

© 2012 Корольдік астрономиялық қоғамының авторлардың айлық хабарламалары, 2012 RAS

Галактикалар шоғырының бейнесі. Сызықтар қараңғы материяның «сызбаларын» көрсетеді

Қараңғы материяның бар екендігінің дәлелі өте сенімді болғанымен, оны құрайтын бөлшектерді әзірге ешкім тауып, зерттеген жоқ. Физиктер мұндай құпияны екі себепке байланысты деп болжайды. Біріншісі, бұл бөлшектердің массасы тым жоғары (E = mc² формуласы арқылы энергияға қатысты), сондықтан қазіргі үдеткіштердің мүмкіндіктері мұндай бөлшекті «жасау» үшін жай ғана жеткіліксіз. Екінші себеп - қараңғы материяның пайда болуының өте төмен ықтималдығы. Мүмкін, біз оны дәл таба алмаймыз, өйткені ол адам ағзасымен және бізге белгілі бөлшектермен өте әлсіз әрекеттеседі. Қараңғы материя барлық жерде (есептеулерге сәйкес) және оның бөлшектері секунд сайын біздің арамыздан өтіп жатқанымен, біз оны сезбейміз.

Қараңғы зат бөлшектерін анықтау үшін ғалымдар қажетсіз әсерлерді азайту үшін жер астында орналасқан детекторларды пайдаланады. Кейде қараңғы материяның бөлшектері әлі де атом ядроларымен соқтығысады, импульстің бір бөлігін оларға береді, электрондарды сөндіреді және жарықтың жарқылын тудырады деп болжанады. Мұндай соқтығыстардың жиілігі қараңғы зат бөлшектерінің ядромен әрекеттесу ықтималдығына, олардың концентрациясына және салыстырмалы жылдамдығына (Жердің Күнді айнала қозғалысын ескере отырып) байланысты. Бірақ эксперименттік топтар, тіпті кейбір әсерлерді анықтаған кезде де, детектордың бұл жауабы қараңғы материядан туындағанын жоққа шығарады. Тек Гран Сассо жерасты зертханасында жұмыс істейтін итальяндық DAMA тәжірибелік тобы ғана галактикалық жасырын масса арқылы Жердің қозғалысымен байланысты болатын сигналдарды санау жылдамдығының байқалатын жыл сайынғы ауытқулары туралы хабарлайды.

Қараңғы зат детекторы

Бұл тәжірибеде детектордың ішіндегі жарық жыпылықтауының саны мен энергиясы бірнеше жыл бойы өлшенеді. Зерттеушілер мұндай оқиғаларды санау жылдамдығында әлсіз (шамамен 2%) жыл сайынғы ауытқулардың болуын дәлелдеді.

Итальяндық топ тәжірибелердің сенімділігін сенімді түрде қорғағанымен, бұл мәселе бойынша ғалымдардың пікірлері екіұшты. Итальяндық топ алған нәтижелердің негізгі әлсіз жері олардың қайталанбайтындығы болып табылады. Мысалы, гравитациялық толқындар ашылғанда, оларды дүние жүзіндегі зертханалар анықтап, сол арқылы басқа топтар алған мәліметтерді растады. DAMA жағдайында жағдай басқаша - әлемде ешкім бірдей нәтижеге ие деп мақтана алмайды! Әрине, бұл топтың қуаттырақ детекторлары немесе өзіндік әдістері болуы мүмкін, бірақ эксперименттің бұл бірегейлігі кейбір зерттеушілерді оның сенімділігіне күмәндандырады.

"Гран Сассо зертханасында жиналған деректердің нені білдіретінін әлі айту мүмкін емес. Қалай болғанда да, Италиядан келген топ қазірдің өзінде сенсация болған нәрсені жоққа шығару емес, оң нәтиже берді. Енді сигналдар табылды. Түсіндіру қажет.Және бұл қараңғы материяның моделін құруға арналғандарды қоса алғанда, әртүрлі теориялардың дамуына үлкен ынталандыру.Бірақ ғалым неліктен алынған деректердің ешқандай жолмен қатысы жоқ екенін түсіндіруге тырысса да. қараңғы материя, бұл әлі де табиғатты түсінудегі жаңа қадам болуы мүмкін. Қалай болғанда да, нәтиже болды және біз жұмысты жалғастыруымыз керек, бірақ мен қараңғы материяның табылғанымен толық келісе алмаймын», - деп түсіндіреді жетекші зерттеуші Константин Белоцкий MEPhI Ұлттық зерттеу ядролық университетінің элементар бөлшектер физикасы кафедрасында.