Темная история

На минувшей неделе научный мир был взбудоражен сообщениями об открытии темной материи. Частицы неуловимого вещества, которое, согласно астрономическим наблюдениям, составляет подавляющую (более 95%) часть вещества Вселенной, якобы были зафиксированы детекторами в ходе эксперимента CDMS (Cryogenic Dark Matter Search, в переводе с английского – «криогенный поиск темной материи»).

В многочисленных блогах, которые ведут ученые по всему миру (подобных блогов, кстати, становится все больше) стали появляться буквально сенсационные сообщения. Суть их сводилась к следующему: в пятницу, 18 декабря, будет объявлено, что физики, работающие в эксперименте CDMS, обнаружили частицы темной материи. При этом утверждалось, что в этот день соответствующая статья появится в журнале Nature. Этот факт, правда, скорее настораживал, чем придавал серьезность сообщениям: ведь в последний рабочий день недели в Nature статьи не выходят, это происходит в среду или в воскресенье.

Зато другой факт свидетельствовал, что повод для разговоров есть.

В нескольких институтах по всему миру на 17–18 декабря были запланированы семинары с докладами участников коллаборации CDMS, где речь должна была пойти о результатах этого эксперимента, полученных за последние два года. Суть предыдущих подобных докладов сводилась к тому, что никаких признаков темной материи на тот момент обнаружено не было.

Что приготовили участники коллаборации CDMS на этот раз, можно было узнать в онлайн-режиме через интернет. Некоторые институты вели видео-трансляцию семинара на своих сайтах, а пользователи, у которых нет возможности смотреть видео, следили за ходом семинара опять-таки через блоги: ученые, присутствовавшие на семинаре, оперативно рассказывали в своих блогах о происходящем там, словно вели текстовую онлайн-трансляцию футбольного матча.

Впрочем и на официальном сайте CDMS довольно быстро появились пресс-релиз и статья по поводу «секрета», который неделю будоражил умы представителей ученого мира.

Секрет же заключался в том, что в ходе эксперимента ученые зафиксировали две частицы, которые с большой вероятностью являются частицами темной материи.

Но, увы, до настоящего революционного открытия пока далеко. Согласно представленным данным, вероятность, что частицы являются фоном, составляет порядка 25%. А для того чтобы можно было уверенно заявить об открытии темной материи (или, как заявили сами ученые, готовиться к поездке в Стокгольм за Нобелевской премией), нужно, чтобы эта вероятность была близка к нулю (или хотя бы составляла менее 1%).

Считается, что кандидатом на роль основного компонента темной материи являются так называемые вимпы (от английской аббревиатуры WIMP –-Weakly Interaction Massive Particle – слабовзаимодействующая массивная частица). Ученые предполагают, что вимпы не участвуют в двух видах фундаментального взаимодействия (электромагнитном и сильном), но участвуют в двух остальных (слабом и гравитационном). В связи с этим обнаружить вимпы очень сложно. В мире проходит большое количество экспериментов, связанных с поиском темной материи. В частности, ее обнаружение может стать одним из результатов работы Большого адронного коллайдера. Другие виды экспериментов основаны на приеме частиц с помощью детектора, хорошо защищенного от космического излучения, то есть находящегося глубоко под землей. Подобный принцип как раз используется в работе CDMS, где применяются охлажденные до температуры, близкой к абсолютному нулю, детекторы из германия и кремния, расположенные на дне шахты, на глубине порядка 750 метров, в северо-восточной Миннесоте (США).

Эта установка и зафиксировала две частицы, которые могут быть отнесены к темной материи.

«Вполне вероятно, что это обнаруженная темная материя, но это не доказано», – признал в интервью The New York Times физик Гордон Кейн из Университета Мичигана.

В то же время физик-теоретик из Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми (там расположен коллайдер «Теватрон») Джозеф Ликкен заявил, что он очень рад тому, что CDMS «хоть что-то зафиксировал». Если бы установка по-прежнему не смогла «поймать» какие-то частицы, это поставило бы под вопрос существующие ныне теории. «Следующий год будет годом темной материи. Я очень удивлюсь, если это будет не так», – оптимистично заявил Ликкен.