Фото:
Идеи

Детектор темной материи, возможно, обнаружил темную энергию

В прошлом году ученые сообщили о странных сигналах, которые обнаружил экспериментальный детектор темной материи и которые намекали на поворотные открытия в области физики. Специалисты из Кембриджа предложили новое объяснение – возможно, наука впервые стала свидетелем темной энергии, загадочной силы, ускоряющей расширение Вселенной.

Хотя считается, что темной материи в пять раз больше, чем обычной, она ускользает от обнаружения — не взаимодействует со светом и проявляется, кажется, только в гравитационном воздействии космических масштабов. Но шанс зафиксировать столкновение частиц темной и барионной материи все же существует.

XENON1T — один из аппаратов, построенных специально для этого. Эксперимент проходил в Италии в 2016 и 2018 годах и состоял из бака с жидким ксеноном, расположенного глубоко под землей, пишет New Atlas. Если бы через ксенон прошла частица темной материи, она возбудила бы атомы, произошла бы вспышка и выброс свободных электронов, которые зафиксировали бы детекторы.

К сожалению, на практике все несколько сложнее, и аналогичный эффект могут оказывать и другие частицы, даже под землей. Так что ученые рассчитали ожидаемый фоновый уровень событий и сопоставили его с тем, что обнаружили в ходе эксперимента. Выяснилось, что превышение нормы действительно имело место, но была ли это темная материя?

Прежде всего, подумали на солнечный аксион, но дальнейшие исследования, проведенные командой физиков Кембриджского университета, показали, что для появления такого эффекта понадобилось бы слишком много солнечных аксионов. Они предложили другую кандидатуру — гипотетическую элементарную частицу «хамелеон», возможный носитель темной энергии.

Хамелеон меняет массу и воздействие в зависимости от количества материи вокруг него. Так что в условиях высокой плотности, например, на Земле, у нее большая масса, а сила распространяется на крошечное расстояние. В межзвездном пространстве у нее все наоборот. Эта особенность позволяет объяснить значительное влияние, которое оказывает темная энергия в галактических масштабах.

Исследователи смоделировали ситуацию, когда хамелеоны, созданные Солнцем, проходят через детектор XENON1T. И получили картину, очень похожую на то, что произошло в действительности.

Разумеется, дело еще далеко не закрыто. Потребуется провести более сложные эксперименты, чтобы подтвердить или опровергнуть эту гипотезу.

Весной датские космологи выдвинули предположение, что во Вселенной может существовать новый тип темной энергии. С ее помощью можно снять часть противоречий, касающихся скорости расширения Вселенной.