10-р сарын 31-ний өдөр бол харанхуй бодисын өдөр юм. Зөвхөн цогцолборын тухай: харанхуй бодис гэж юу вэ, түүнийг хаанаас хайх вэ. Эрдэмтэд харанхуй бодисыг хэрхэн хайж байна
гэж нэрлэгддэг физикийн онолын бүтэц стандарт загвар, шинжлэх ухаанд мэдэгдэж байгаа бүх энгийн бөөмсүүдийн харилцан үйлчлэлийг дүрсэлсэн. Гэхдээ энэ нь орчлон ертөнцөд байгаа бодисын ердөө 5% нь, үлдсэн 95% нь огт үл мэдэгдэх шинж чанартай байдаг. Энэ таамагласан хар матери гэж юу вэ, эрдэмтэд үүнийг хэрхэн илрүүлэхийг оролдож байна вэ? Москвагийн Физик технологийн дээд сургуулийн оюутан, физик, астрофизикийн тэнхимийн ажилтан Хайк Акопян тусгай төслийн хүрээнд энэ тухай ярьж байна.
Хиггсийн бозоныг нээсний дараа батлагдсан энгийн бөөмсийн стандарт загвар нь бидний мэддэг энгийн бөөмс болох лептон, кварк ба харилцан үйлчлэлийн тээгч (бозон ба глюон) -ын үндсэн харилцан үйлчлэлийг (цахилгаан сул ба хүчтэй) дүрсэлсэн болно. Гэсэн хэдий ч энэ бүх асар том цогц онол нь бүх бодисын ердөө 5-6% -ийг тодорхойлдог бол үлдсэн хэсэг нь энэ загварт тохирохгүй байна. Бидний орчлон ертөнцийн амьдралын хамгийн эртний мөчүүдийн ажиглалтууд биднийг хүрээлж буй бодисын 95 орчим хувь нь огт үл мэдэгдэх шинж чанартай болохыг харуулж байна. Өөрөөр хэлбэл, таталцлын нөлөөгөөр энэ далд биет байгаа эсэхийг бид шууд бусаар хардаг ч өнөөг хүртэл шууд барьж чадаагүй байна. Энэхүү далд массын үзэгдлийг "хар бодис" гэж нэрлэсэн.
Орчин үеийн шинжлэх ухаан, ялангуяа сансар судлал нь Шерлок Холмсын дедуктив аргын дагуу ажилладаг
Одоо WISP бүлгээс гол нэр дэвшигч бол хүчтэй харилцан үйлчлэлийн онолд үүссэн аксион бөгөөд маш их нөлөөтэй. жижиг масс. Ийм бөөмс нь өндөр соронзон оронд фотон-фотон хос болж хувирах чадвартай бөгөөд энэ нь түүнийг хэрхэн илрүүлэхийг оролдох талаар санаа өгдөг. ADMX туршилтанд 80,000 гауссын соронзон орон үүсдэг (энэ нь 100,000 дахин их) том танхимуудыг ашигладаг. соронзон оронДэлхий). Онолын хувьд ийм талбар нь детекторууд барьж авах ёстой фотон-фотон хос болж тэнхлэгийн задралыг өдөөх ёстой. Олон тооны оролдлого хийсэн ч WIMP, аксион эсвэл ариутгасан нейтрино хараахан илрээгүй байна.
Ингээд бид аяллаа их хэмжээнийдалд массын хачирхалтай байдгийг тайлбарлахыг эрэлхийлсэн янз бүрийн таамаглал дэвшүүлж, ажиглалтын тусламжтайгаар боломжгүй бүх зүйлийг хаясны дараа тэд аль хэдийн ажиллах боломжтой хэд хэдэн таамаглалд хүрэв.
Шинжлэх ухаанд сөрөг үр дүн нь мөн үр дүн юм, учир нь энэ нь бөөмсийн янз бүрийн параметрүүдийг хязгаарладаг, жишээлбэл, боломжит массын хүрээг арилгадаг. Жилээс жилд илүү олон шинэ ажиглалт, хурдасгуурын туршилтууд нь харанхуй материйн бөөмсийн масс болон бусад үзүүлэлтүүдэд шинэ, илүү хатуу хязгаарлалтуудыг өгдөг. Ийнхүү боломжгүй бүх хувилбаруудыг хаяж, эрэл хайгуулын хүрээг нарийсгаснаар бид өдөр ирэх тусам манай Орчлон ертөнцийн 95% нь юунаас бүрддэгийг ойлгоход ойртож байна.
МОСКВА, 10-р сарын 31 - РИА Новости, Ольга Коленцова.Эрдэмтдийн хийсэн тооцоолол нь Орчлон ертөнцийн 95% нь хүмүүсийн хараахан судлаагүй бодисоос бүрддэг болохыг харуулсан: 70% нь хар энерги, 25% нь харанхуй бодис юм. Эхнийх нь тэг биш энергитэй нэг төрлийн талбар гэж таамаглаж байгаа боловч хоёр дахь нь илрүүлж, судлах боломжтой бөөмсөөс бүрддэг. Гэхдээ энэ бодисыг далд масс гэж нэрлэсэн нь дэмий хоосон зүйл биш юм - түүний эрэл хайгуул нь нэлээд удаан үргэлжилж, физикчдийн дунд ширүүн хэлэлцүүлэг дагалддаг. Судалгаагаа олон нийтэд хүргэхийн тулд CERN хүртэл өнөөдөр буюу 10-р сарын 31-нд анх удаа "Харанхуй бодисын өдрийг" санаачлан тэмдэглэж байна.
Харанхуй материйн оршин тогтнохыг дэмжигчид туршилтын баримтаар батлагдсан нэлээд жинтэй аргументуудыг өгдөг. Швейцарийн одон орон судлаач Фриц Цвики Комын бөөгнөрөл дэх галактикуудын нийтлэг төвийг тойрон хөдөлж буй хурдыг хэмжсэнээс хойш XX зууны 30-аад оны үед үүнийг хүлээн зөвшөөрч эхэлсэн. Таны мэдэж байгаагаар хөдөлгөөний хурд нь массаас хамаардаг. Эрдэмтний тооцоолол нь галактикуудын жинхэнэ масс нь дурангаар ажиглалтын явцад тогтоосон хэмжээнээс хамаагүй их байх ёстойг харуулсан. Галактикуудын нэлээд том хэсэг нь бидэнд харагдахгүй байгаа нь тогтоогдсон. Тиймээс энэ нь гэрлийг тусгадаггүй, шингээдэггүй бодисоос бүрддэг.
Далд масс байгаагийн хоёр дахь баталгаа бол галактикуудаар дамжин өнгөрөх гэрлийн өөрчлөлт юм. Баримт нь аливаа масстай объект нь гэрлийн цацрагийн шулуун шугамыг гажуудуулдаг. Тиймээс харанхуй матери нь гэрлийн зураг (алс холын объектын дүрс) дээр өөрийн өөрчлөлтийг хийх бөгөөд энэ нь зөвхөн харагдахуйц материалаар бий болох зургаас өөр болно. Харанхуй материйн оршин тогтнох арван нотолгоо байдаг боловч тайлбарласан хоёр нь гол зүйл юм.
© 2012 Хааны Одон орон судлалын нийгэмлэгийн Зохиогчийн сарын мэдэгдэл, 2012 RAS
© 2012 Хааны Одон орон судлалын нийгэмлэгийн Зохиогчийн сарын мэдэгдэл, 2012 RAS
Харанхуй матери байдаг гэдгийг нотлох баримт нэлээд үнэмшилтэй ч өнөөг хүртэл түүнийг бүрдүүлдэг бөөмсийг хэн ч олж, судлаагүй байна. Физикчид ийм нууцлаг байдал нь хоёр шалтгаанаас үүдэлтэй гэж үздэг. Эхнийх нь эдгээр бөөмс нь хэт өндөр масстай (E=mc² томъёогоор энергитэй холбоотой) тул орчин үеийн хурдасгууруудын чадавхи ийм бөөмсийг "бүтээхэд" хангалтгүй юм. Хоёрдахь шалтгаан нь харанхуй материйн харагдах магадлал маш бага юм. Хүний бие махбодь болон бидний мэддэг тоосонцортой маш сул харилцан үйлчлэлцдэг тул бид үүнийг яг таг олж чадахгүй байж магадгүй юм. Хэдийгээр харанхуй матери хаа сайгүй байдаг (тооцооллын дагуу) бөгөөд түүний бөөмсүүд секунд тутамд биднийг дайрч давшдаг ч бид үүнийг зүгээр л мэдэрдэггүй.
Харанхуй бодисын бөөмсийг илрүүлэхийн тулд эрдэмтэд шаардлагагүй нөлөөллийг багасгахын тулд газар доор байрладаг илрүүлэгчийг ашигладаг. Хааяа харанхуй материйн бөөмүүд атомын цөмтэй мөргөлдөж, импульсийнхээ нэг хэсгийг тэдэнд шилжүүлж, электроныг таслан зогсоож, гэрлийн анивчдаг гэж үздэг. Ийм мөргөлдөөний давтамж нь харанхуй материйн бөөмсийн цөмтэй харилцан үйлчлэх магадлал, тэдгээрийн концентраци, харьцангуй хурдаас (нарны эргэн тойрон дахь дэлхийн хөдөлгөөнийг харгалзан) хамаарна. Гэвч туршилтын бүлгүүд зарим нөлөөллийг илрүүлсэн ч гэсэн детекторын энэхүү хариу үйлдэл нь харанхуй бодисоос үүдэлтэй гэдгийг үгүйсгэдэг. Зөвхөн Гран Сассогийн газар доорх лабораторид ажилладаг Италийн DAMA туршилтын бүлэг галактикийн далд массаар дамжуулан дэлхийн хөдөлгөөнтэй холбоотой дохионы тооллогын давтамжийн жилийн өөрчлөлтийг мэдээлдэг.
© Зураг: SuperCMDS хамтын ажиллагаа
Энэ туршилтаар детекторын доторх гэрлийн анивчсан тоо, энергийг хэдэн жилийн турш хэмждэг. Эрдэмтэд ийм үйл явдлын тооллогын түвшин сул (ойролцоогоор 2%) жилийн хэлбэлзэлтэй байгааг нотолсон.
Хэдийгээр Италийн бүлэг туршилтын найдвартай байдлыг баттай хамгаалж байгаа ч энэ талаар эрдэмтдийн санал бодол хоёрдмол утгатай байна. Италийн бүлгийн олж авсан үр дүнгийн гол сул тал нь тэдний дахин үржих чадваргүй байдал юм. Жишээлбэл, таталцлын долгионыг илрүүлэхэд дэлхийн өнцөг булан бүрт байгаа лабораториуд илрүүлж, улмаар бусад бүлгүүдийн олж авсан өгөгдлийг баталгаажуулсан. DAMA-ийн хувьд нөхцөл байдал өөр байна - дэлхий дээр өөр хэн ч ижил үр дүнтэй гэж сайрхаж чадахгүй! Мэдээжийн хэрэг, энэ бүлэгт илүү хүчирхэг детектор эсвэл өөрийн гэсэн аргууд байх магадлалтай боловч туршилтын энэхүү өвөрмөц байдал нь зарим судлаачид түүний найдвартай байдалд эргэлзэхэд хүргэдэг.
"Гран Сассогийн лабораторид цуглуулсан мэдээлэл яг юунд хамаатайг одоогоор хэлэх боломжгүй байна. Ямар ч байсан Италиас ирсэн бүлэг эерэг үр дүнг өгсөн бөгөөд аль хэдийн сенсаци болсон зүйлийг үгүйсгэсэнгүй. Одоо дохио олдлоо. Энэ нь харанхуй материйн загварыг бий болгоход зориулагдсан олон төрлийн онолыг хөгжүүлэхэд маш том хөшүүрэг болж байна.Гэхдээ эрдэмтэд олж авсан өгөгдөл нь яагаад ямар ч байдлаар хамааралгүй болохыг тайлбарлахыг оролдсон ч гэсэн. Хар матери, энэ нь байгалийг ойлгоход шинэ алхам хэвээр байж болох юм. Ямар ч тохиолдолд үр дүн гарсан бөгөөд бид ажлаа үргэлжлүүлэх шаардлагатай байгаа ч одоогоор харанхуй бодис олдсон гэдэгтэй би хувьдаа бүрэн санал нийлэхгүй байна" гэж Константин Белоцкий тайлбарлав. MEPhI Үндэсний Судалгааны Цөмийн Их Сургуулийн Элементар бөөмийн физикийн тэнхимийн тэргүүлэх судлаач.
Хар матери нь гэрлийг ялгаруулдаггүй, шингээдэггүй, "ердийн" бодистой бараг харьцдаггүй, эрдэмтэд нэг ч "харанхуй" бөөмсийг барьж чадаагүй байна. Гэхдээ үүнгүйгээр бидэнд танил болсон орчлон ертөнц, бид өөрсдөө оршин тогтнох боломжгүй юм. 10-р сарын 31-нд тэмдэглэдэг "Харанхуй бодисын өдөр" (физикчид энэ нь харанхуй, баригдашгүй бодисыг хүндэтгэн баяр тэмдэглэх зөв цаг гэж шийдсэн) N+1гэж Лебедевийн нэрэмжит физикийн хүрээлэнгийн Сансар огторгуйн төвийн онолын астрофизикийн тэнхимийн эрхлэгч Андрей Дорошкевичээс харанхуй матери гэж юу болох, яагаад ийм чухал болохыг асуув.
N+1: Өнөөгийн эрдэмтэд харанхуй матери үнэхээр байдаг гэдэгт хэр итгэлтэй байна вэ?
Андрей Дорошкевич:Гол нотолгоо бол сансрын бичил долгионы цацрагийн хэлбэлзлийн ажиглалт, өөрөөр хэлбэл WMAP болон "" сансрын хөлгүүдийн сүүлийн 15 жилийн хугацаанд авсан үр дүн юм.
Тэд сансрын бичил долгионы дэвсгэр, өөрөөр хэлбэл сансрын богино долгионы дэвсгэрийн температурын өөрчлөлтийг өндөр нарийвчлалтайгаар хэмжсэн. Ионжуулсан устөрөгч нь төвийг сахисан атом болж хувирсан рекомбинацийн эрин үеэс хойш эдгээр цочрол нь хадгалагдан үлджээ.
Эдгээр хэмжилтүүд нь хэлбэлзэл байгааг харуулсан, маш бага, ойролцоогоор Келвиний арван мянганы нэг. Гэвч тэд эдгээр өгөгдлийг онолын загвартай харьцуулж эхлэхдээ харанхуй материйн оршихуйгаас өөр аргаар тайлбарлах боломжгүй чухал ялгааг олж мэдэв. Үүний ачаар тэд орчлон ертөнц дэх харанхуй ба энгийн бодисын харьцааг тодорхой хувь хүртэл нарийвчлалтайгаар тооцоолох боломжтой болсон.
Орчлон ертөнц дэх материйн тархалт (зүүнээс баруун тийш) Планк телескопын өгөгдлийн өмнө ба дараа
Эрдэмтэд үл үзэгдэх, үл үзэгдэх харанхуй материас салах гэж олон оролдлого хийсэн ба ажиглагдсан нөлөөг тайлбарлахыг оролдсон MOND гэх мэт өөрчлөгдсөн таталцлын онолууд бий болсон. Яагаад харанхуй материйн загварыг илүүд үздэг вэ?
Нөхцөл байдал маш энгийн: орчин үеийн Эйнштейний таталцлын онол дэлхийн хэмжүүр дээр сайн ажилладаг, хиймэл дагуулууд энэ онолын дагуу нисдэг. Мөн энэ нь сансар судлалын хэмжээнд маш сайн ажилладаг. Мөн таталцлыг өөрчилдөг орчин үеийн бүх загварууд бүгдийг тайлбарлаж чадахгүй. Тэд Ньютоны хуульд шинэ тогтмолуудыг нэвтрүүлсэн бөгөөд энэ нь галактикийн түвшинд харанхуй материйн оршихуйн нөлөөллийг тайлбарлах боломжийг олгодог боловч сансар судлалын хэмжээнд алддаг.
Таталцлын долгионы нээлт энд тусалж чадах уу? Магадгүй энэ нь зарим онолыг үгүйсгэхэд тус болох болов уу?
Таталцлын долгионы хэмжсэн зүйл бол шинжлэх ухааны бус техникийн асар том амжилт юм. Тэд байдаг гэдгийг 40 жилийн өмнө хоёртын пульсарын таталцлын цацрагийг (шууд бусаар) илрүүлэх үед мэддэг байсан. Таталцлын долгионы ажиглалтууд хар нүх байдгийг дахин нэг удаа баталж байсан ч бид өмнө нь эргэлздэггүй байсан ч одоо энд их багагүй шууд нотлох баримт бий.
Эффектийн хэлбэр, таталцлын долгионы хүч чадлаар өөрчлөгдөх нь бидэнд маш хэрэгтэй мэдээлэл өгч болох ч таталцлын онолыг боловсронгуй болгох хангалттай мэдээлэлтэй болтол бид дахиад таваас арван жил хүлээх хэрэгтэй.
Эрдэмтэд харанхуй материйн талаар хэрхэн мэдсэн бэ?
Харанхуй материйн түүх 1933 онд одон орон судлаач Фриц Цвики Кома Берениц одны оршдог бөөгнөрөл дэх галактикуудын хурдны тархалтыг судалснаар эхэлжээ. Тэрээр бөөгнөрөл дэх галактикууд хэт хурдан хөдөлдөгийг олж мэдсэн бөгөөд зөвхөн харагдахуйц биетийг тооцвол бөөгнөрөл тогтвортой байж чадахгүй - галактикууд өөр өөр чиглэлд тархсан байх болно.
1933 оны 2-р сарын 16-нд хэвлэгдсэн нийтлэлдээ Звики тэднийг үл үзэгдэх таталцлын бодис болох Данкле Материе хамт байлгадаг гэж үзсэн.
Хэсэг хугацааны дараа галактикуудын "харагдах" масс ба тэдгээрийн хөдөлгөөний параметрүүдийн хоорондын зөрүүг бусад одон орон судлаачид баталжээ.
1958 онд Зөвлөлтийн астрофизикч Виктор Амбарцумян Звикийн парадоксыг шийдэх өөрийн гэсэн шийдлийг санал болгов. Түүний бодлоор галактикуудын бөөгнөрөл нь таталцлын хүчийг барьж чадах ямар ч үл үзэгдэх бодис агуулдаггүй. Бид зүгээр л задралын явцад кластеруудыг ажигладаг. Гэсэн хэдий ч ихэнх одон орон судлаачид энэ тайлбарыг хүлээн зөвшөөрөөгүй, учир нь энэ тохиолдолд бөөгнөрөлүүдийн амьдрах хугацаа нэг тэрбум жилээс илүүгүй байх бөгөөд орчлон ертөнцийн нас арав дахин урт гэдгийг тооцвол өнөөдрийг хүртэл бөөгнөрөл байхгүй болно.
Харанхуй материйн талаарх нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн санаанууд нь WIMP (WIMP) буюу энгийн бодисын бөөмстэй бараг харьцдаггүй асар том хэсгүүдээс бүрддэг гэж үздэг. Тэдний өмч хөрөнгийн талаар юу хэлж болох вэ?
Тэд нэлээд том масстай - энэ нь бараг бүх зүйл, бид яг массыг ч нэрлэж чадахгүй. Тэд мөргөлдөөнгүйгээр хол зайд аялдаг боловч тэдгээрийн нягтрал нь харьцангуй жижиг хэмжээтэй ч гэсэн мууддаггүй - энэ нь өнөөгийн загваруудад хэрэгтэй цорын ганц зүйл юм.
CMB нь харанхуй материйн шинж чанарыг галактикийн бөөгнөрөлийн масштабаар бидэнд өгдөг. Гэвч жижиг галактикуудын хэмжээнд "буурах" тулд бид онолын загваруудыг ашиглахаас өөр аргагүй болдог.
Жижиг галактикууд оршин тогтнож байгаа нь харьцангуй жижиг хэмжээтэй ч гэсэн удалгүй үүссэн нэгэн төрлийн бус байдал байгааг харуулж байна. том тэсрэлт. Ийм нэг төрлийн бус байдал бүдгэрч, гөлгөр болох боловч жижиг галактикуудын хэмжээнд бүдгэрээгүй гэдгийг бид баттай мэднэ. Энэ нь эдгээр харанхуй материйн бөөмс нь эдгээр цочролыг хадгалах шинж чанартай байх ёстойг харуулж байна.
Зөвхөн харанхуй материйн нөлөөгөөр од үүсдэг гэж хэлэх нь зөв үү?
Үнэхээр биш. Харанхуй материгүйгээр галактикууд үүсэх боломжгүй, одод галактикаас гадна үүсэх боломжгүй. Барионууд нь харанхуй бодисоос ялгаатай нь үргэлж халуун байдаг бөгөөд тэдгээр нь арын цацрагтай харилцан үйлчилдэг. Тиймээс тэд бие даан одод нэгдэж чадахгүй, одны масстай барионуудын таталцал нь тэдний даралтыг даван туулж чадахгүй.
Хар материйн бөөмс нь үл үзэгдэх цемент шиг ажилладаг бөгөөд барионуудыг галактик руу татдаг бөгөөд дараа нь тэдгээрт од үүсэх үйл явц эхэлдэг. Барионуудаас зургаа дахин их хар матери байдаг бөгөөд энэ нь "хөтгөдөг", барионууд зөвхөн түүнийг дагадаг.
Ксенон харанхуй бодисын бөөмс илрүүлэгч XENON1T
Xenon100-ийн хамтын ажиллагаа
Бидний эргэн тойронд маш их хар бодис байдаг уу?
Энэ нь хаа сайгүй байдаг, цорын ганц асуулт бол энэ нь хэр их вэ? Манай Галактикт харанхуй материйн масс 10 хувиас бага байдаг гэж үздэг.
Гэхдээ аль хэдийн Галактикийн ойр орчимд илүү харанхуй матери байгаа бөгөөд бидний болон бусад оддын системүүдийн эргэн тойронд байгаа шинж тэмдгүүдийг харж болно. Мэдээжийн хэрэг, бид үүнийг барионуудын ачаар харж, ажиглаж, зөвхөн харанхуй бодис байдгаас л тэд тэнд "барьдаг" гэдгийг ойлгодог.
Эрдэмтэд харанхуй бодисыг хэрхэн хайж байна
1980-аад оны сүүлээс хойш физикчид харанхуй материйн бие даасан хэсгүүдийн мөргөлдөөнийг барьж авахын тулд газар доорх байгууламжид туршилт хийж байна. Сүүлийн 15 жилийн хугацаанд эдгээр туршилтуудын хамтын мэдрэмж геометрийн хурдаар нэмэгдэж, жил бүр дунджаар хоёр дахин нэмэгдсээр байна. XENON болон PandaX-II гэсэн хоёр томоохон хамтын ажиллагаа саяхан шинэ, бүр илүү мэдрэмтгий детекторуудыг гаргасан.
Тэдний эхнийх нь дэлхийн хамгийн том харанхуй бодис илрүүлэгч XENON1T-ийг бүтээжээ. Энэ нь 10 метрийн өндөртэй усны саванд байрлуулсан 2000 кг жинтэй шингэн ксенон байг ашигладаг. Энэ бүхэн Гран Сассо үндэсний лабораторид (Итали) 1.4 километрийн гүнд байдаг. PandaX-II суурилуулалтыг Хятадын Сычуань мужид 2.4 километрийн гүнд булсан бөгөөд 584 кг шингэн ксенон агуулсан байна.
Хоёр туршилт хоёулаа ксеноныг ашигладаг, учир нь энэ нь маш идэвхгүй бөгөөд дуу чимээний түвшинг бага байлгахад тусалдаг. Үүнээс гадна ксенон атомын цөм нь харьцангуй хүнд (нэг цөмд дунджаар 131 нуклон агуулдаг) бөгөөд энэ нь харанхуй бодисын бөөмсийг "илүү том" зорилтот болгодог. Хэрэв эдгээр бөөмсийн аль нэг нь ксенон атомын цөмтэй мөргөлдвөл энэ нь сул боловч мэдрэгдэхүйц гэрлийн гялбаа (сцинтилляци) үүсгэж, цахилгаан цэнэг үүсэх болно. Цөөн тооны ийм үйл явдлуудыг ажиглах нь харанхуй материйн мөн чанарын тухай чухал мэдээллийг бидэнд өгч чадна.
Одоогоор эдгээр болон бусад туршилтууд харанхуй материйн бөөмсийг илрүүлж чадаагүй ч энэхүү чимээгүй байдлыг хар материйн бөөмс болон энгийн бөөмс хоорондын мөргөлдөх магадлалын дээд хязгаарыг тогтооход ашиглаж болно.
Харанхуй материйн бөөмс нь ердийн бодисын бөөмс шиг бөөгнөрөл үүсгэж чадах уу?
Тэд чадна, гэхдээ бүх асуулт бол ямар нягтрал юм. Астрофизикийн үүднээс галактикууд нь нягт биетүүд бөгөөд тэдгээрийн нягтрал нь куб см тутамд нэг протон, одод нь нэг шоо см тутамд грамм нягтралтай нягт биетүүд юм. Гэхдээ тэдний хооронд 24 баллын зөрүү бий. Дүрмээр бол харанхуй материйн үүл нь "галактик" нягттай байдаг.
Харанхуй бодисын бөөмсийг хайж олох боломж олон хүмүүст бий юу?
Тэд хар материйн бие даасан хэсгүүдийн нейтринотой адил энгийн бодисын атомуудтай харилцан үйлчлэлцэхийг оролдож байна. Гэхдээ тэднийг барьж авах нь маш хэцүү бөгөөд энэ нь бүр боломжтой гэсэн баримт биш юм.
CERN-ийн CAST (CERN Axion Solar Telescope) дуран нь харанхуй бодисоос бүрдэх таамаглал бүхий бөөмс буюу тэнхлэгүүдийг хайж байна.
Магадгүй харанхуй матери нь ерөнхийдөө "толин тусгал" гэж нэрлэгддэг хэсгүүдээс бүрддэг бөгөөд зарчмын хувьд зөвхөн таталцлын хүчээр ажиглагддаг. Хоёр дахь "толь" орчлон ертөнцийн тухай таамаглалыг хагас зуун жилийн өмнө дэвшүүлсэн бөгөөд энэ нь бодит байдлыг хоёр дахин нэмэгдүүлэх нэг төрөл юм.
Бидэнд зөвхөн сансар судлалын бодит ажиглалтууд бий.
Сергей Кузнецовтой ярилцлаа
Эрдэмтдийн хийсэн тооцоолол нь Орчлон ертөнцийн 95% нь хүмүүсийн хараахан судлаагүй бодисоос бүрддэг болохыг харуулсан: 70% нь хар энерги, 25% нь харанхуй бодис юм. Эхнийх нь тэг биш энергитэй нэг төрлийн талбар гэж таамаглаж байгаа боловч хоёр дахь нь илрүүлж, судлах боломжтой бөөмсөөс бүрддэг.
Гэхдээ энэ бодисыг далд масс гэж нэрлэсэн нь дэмий хоосон зүйл биш юм - түүний эрэл хайгуул нь нэлээд удаан үргэлжилж, физикчдийн дунд ширүүн хэлэлцүүлэг дагалддаг. Судалгаагаа олон нийтэд хүргэхийн тулд CERN хүртэл өнөөдөр буюу 10-р сарын 31-нд анх удаа "Харанхуй бодисын өдрийг" санаачлан тэмдэглэж байна.
Харанхуй материйн оршин тогтнохыг дэмжигчид туршилтын баримтаар батлагдсан нэлээд жинтэй аргументуудыг өгдөг. Швейцарийн одон орон судлаач Фриц Цвики Комын бөөгнөрөл дэх галактикуудын нийтлэг төвийг тойрон хөдөлж буй хурдыг хэмжсэнээс хойш XX зууны 30-аад оны үед үүнийг хүлээн зөвшөөрч эхэлсэн. Таны мэдэж байгаагаар хөдөлгөөний хурд нь массаас хамаардаг. Эрдэмтний тооцоолол нь галактикуудын жинхэнэ масс нь дурангаар ажиглалтын явцад тогтоосон хэмжээнээс хамаагүй их байх ёстойг харуулсан. Галактикуудын нэлээд том хэсэг нь бидэнд харагдахгүй байгаа нь тогтоогдсон. Тиймээс энэ нь гэрлийг тусгадаггүй, шингээдэггүй бодисоос бүрддэг.
Далд масс байгаагийн хоёр дахь баталгаа бол галактикуудаар дамжин өнгөрөх гэрлийн өөрчлөлт юм. Баримт нь аливаа масстай объект нь гэрлийн цацрагийн шулуун шугамыг гажуудуулдаг. Тиймээс харанхуй матери нь гэрлийн зураг (алс холын объектын дүрс) дээр өөрийн өөрчлөлтийг хийх бөгөөд энэ нь зөвхөн харагдахуйц материалаар бий болох зургаас өөр болно. Харанхуй материйн оршин тогтнох арван нотолгоо байдаг боловч тайлбарласан хоёр нь гол зүйл юм.
© 2012 Хааны Одон орон судлалын нийгэмлэгийн Зохиогчийн сарын мэдэгдэл, 2012 RAS
Галактикуудын бөөгнөрөлийн зураг. Мөрүүд нь харанхуй материйн "тоймыг" харуулж байна
Харанхуй матери байдаг гэдгийг нотлох баримт нэлээд үнэмшилтэй ч өнөөг хүртэл түүнийг бүрдүүлдэг бөөмсийг хэн ч олж, судлаагүй байна. Физикчид ийм нууцлаг байдал нь хоёр шалтгаанаас үүдэлтэй гэж үздэг. Эхнийх нь эдгээр бөөмс нь хэт өндөр масстай (E = mc² томъёогоор дамжих энергитэй холбоотой) тул орчин үеийн хурдасгууруудын чадвар ийм бөөмсийг "бүтээхэд" хангалтгүй юм. Хоёрдахь шалтгаан нь харанхуй материйн харагдах магадлал маш бага юм. Хүний бие махбодь болон бидний мэддэг тоосонцортой маш сул харилцан үйлчлэлцдэг тул бид үүнийг яг таг олж чадахгүй байж магадгүй юм. Хэдийгээр харанхуй матери хаа сайгүй байдаг (тооцооллын дагуу) бөгөөд түүний бөөмсүүд секунд тутамд биднийг дайрч давшдаг ч бид үүнийг зүгээр л мэдэрдэггүй.
Харанхуй бодисын бөөмсийг илрүүлэхийн тулд эрдэмтэд шаардлагагүй нөлөөллийг багасгахын тулд газар доор байрладаг илрүүлэгчийг ашигладаг. Хааяа харанхуй материйн бөөмүүд атомын цөмтэй мөргөлдөж, импульсийнхээ нэг хэсгийг тэдэнд шилжүүлж, электроныг таслан зогсоож, гэрлийн анивчдаг гэж үздэг. Ийм мөргөлдөөний давтамж нь харанхуй материйн бөөмсийн цөмтэй харилцан үйлчлэх магадлал, тэдгээрийн концентраци, харьцангуй хурдаас (нарны эргэн тойрон дахь дэлхийн хөдөлгөөнийг харгалзан) хамаарна. Гэвч туршилтын бүлгүүд зарим нөлөөллийг илрүүлсэн ч гэсэн детекторын энэхүү хариу үйлдэл нь харанхуй бодисоос үүдэлтэй гэдгийг үгүйсгэдэг. Зөвхөн Гран Сассогийн газар доорх лабораторид ажилладаг Италийн DAMA туршилтын бүлэг галактикийн далд массаар дамжуулан дэлхийн хөдөлгөөнтэй холбоотой дохионы тооллогын давтамжийн жилийн өөрчлөлтийг мэдээлдэг.
Харанхуй бодис илрүүлэгч
Энэ туршилтаар детекторын доторх гэрлийн анивчсан тоо, энергийг хэдэн жилийн турш хэмждэг. Эрдэмтэд ийм үйл явдлын тооллогын түвшин сул (ойролцоогоор 2%) жилийн хэлбэлзэлтэй байгааг нотолсон.
Хэдийгээр Италийн бүлэг туршилтын найдвартай байдлыг баттай хамгаалж байгаа ч энэ талаар эрдэмтдийн санал бодол хоёрдмол утгатай байна. Италийн бүлгийн олж авсан үр дүнгийн гол сул тал нь тэдний дахин үржих чадваргүй байдал юм. Жишээлбэл, таталцлын долгионыг илрүүлэхэд дэлхийн өнцөг булан бүрт байгаа лабораториуд илрүүлж, улмаар бусад бүлгүүдийн олж авсан өгөгдлийг баталгаажуулсан. DAMA-ийн хувьд нөхцөл байдал өөр байна - дэлхий дээр өөр хэн ч ижил үр дүнтэй гэж сайрхаж чадахгүй! Мэдээжийн хэрэг, энэ бүлэгт илүү хүчирхэг детектор эсвэл өөрийн гэсэн аргууд байх магадлалтай боловч туршилтын энэхүү өвөрмөц байдал нь зарим судлаачид түүний найдвартай байдалд эргэлзэхэд хүргэдэг.
"Гран Сассогийн лабораторид цуглуулсан мэдээлэл яг юунд хамаатайг одоогоор хэлэх боломжгүй байна. Ямар ч байсан Италиас ирсэн бүлэг эерэг үр дүнг өгсөн бөгөөд аль хэдийн сенсаци болсон зүйлийг үгүйсгэсэнгүй. Одоо дохио олдлоо. Энэ нь харанхуй материйн загварыг бий болгоход зориулагдсан олон төрлийн онолыг хөгжүүлэхэд маш том хөшүүрэг болж байна.Гэхдээ эрдэмтэд олж авсан өгөгдөл нь яагаад ямар ч байдлаар хамааралгүй болохыг тайлбарлахыг оролдсон ч гэсэн. Хар матери, энэ нь байгалийг ойлгоход шинэ алхам хэвээр байж болох юм. Ямар ч тохиолдолд үр дүн гарсан бөгөөд бид ажлаа үргэлжлүүлэх шаардлагатай байгаа ч харанхуй бодис олдсон гэдэгтэй би хувьдаа бүрэн санал нийлэхгүй байна" гэж тэргүүлэх судлаач Константин Белоцкий тайлбарлав. MEPhI Үндэсний Судалгааны Цөмийн Их Сургуулийн Элементар бөөмийн физикийн тэнхимд.
