По тегу «спутники из темной материи» найдено записей: 9
Темная материя - не только загадка, но и ключ к решению некоторых проблем. Несмотря на то что астрономы довольно долго шли к пониманию важной роли темной материи во Вселенной, лично я осознал это весьма быстро. В 1978 г. в Калифорнийском университете в Беркли, в ходе своего первого проекта после защиты диссертации, я определял скорости орбитального движения звездообразующих гигантских молекулярных облаков во внешней части диска нашей Галактики. Разработав наиболее точный метод измерения этих скоростей, я стал наносить полученные результаты (рукой на миллиметровку!) в общей комнате астрономического факультета. В тот момент в помещении находились еще два специалиста по Галактике - Фрэнк Шу (Frank Shu) и Айвэн Кинг (Ivan King). Они наблюдали, как я строил график скоростей внешних облаков, и полученная в результате картина показала нам, что Галактика очень богата темной материей, особенно во внешних областях. Мы сидели и размышляли над природой темного вещества, но все идеи, пришедшие нам тогда в голову, оказались ошибочными.
читатьОдин из наиболее интригующих результатов, следующих из недавних космологических наблюдений, состоит в том, что около 90% массы Вселенной состоит из неизвестных несветящихся частиц (темное вещество). Открытие состава небарионной темной материи – вызов современной физике (и космологии, в частности). Нет недостатка в предложениях о природе небарионной темной материи. Сделана ли она из аксионов (нейтральных частиц, предложенных для объяснения малости СР нарушений в сильных взаимодействиях)? Или из WIMP's (слабо взаимодействующих частиц, естественно возникающих в таких обобщениях Стандартной Модели как суперсимметрия)? Или небарионная ТМ сделана из чего-то еще, например, из комбинации перечисленных выше сущностей? Следуя традиционной экспериментальной науке, путь выяснить природу небарионной темной материи состоит либо в прямой регистрации столкновений частиц ТМ с детектором, либо в наблюдении (непрямой путь) продуктов их реакций в планетах, звездах и галактиках.
Эта статься является сокращенным вариантом перевода, статьи How can we make sure we detect dark matter?
читатьВ заключении нашего обсуждения проблемы темной материи кратко остановимся на альтернативных подходах, не вводящих в рассмотрение темную материю. Вместо этого в рамках этих подходов осуществляется модификация основных уравнений теории, таких, например, как полевые уравнения общей теории относительности, уравнения Ньютона. Начнем с так называемой модифицированной ньютоновской динамики (MOND) [64]. Эта теория позволяет объяснить наблюдаемые вращательные кривые галактик, без привлечения каких бы то ни было предположений о темной материи.
Этот обзор является продолжением:
- Темная материя. Введение
- Наблюдательные доказательства существования темной материи
- Феноменологические свойства темной материи
- Реликтовая плотность темной материи
- Детектирование темной материи - космологические наблюдения
- Темная материя - перспективы исследования на ускорителях
Ускорители частиц позволяют физикам вглядываться все далее и далее назад по времени, чтобы вернуться в мир высоких энергий – раннюю Вселенную, вскоре после Большого Взрыва. Мы можем ответить на вопрос, в самом ли деле четыре силы, которые мы наблюдаем сегодня – гравитация, электромагнитные силы, слабые и сильные – сходятся при ультравысоких энергиях к единой силе? Взаимодействие частиц при таких энергиях обеспечит первое доказательство такого объединения сил. Хотя интерес к этим вопросам будет продолжать усиливаться по мере реализации новых наблюдений на космологических масштабах, очевидно, что удовлетворительные ответы на эти вопросы требуют фундаментального прогресса в нашем понимании микромира.
Этот обзор является продолжением:
- Темная материя. Введение
- Наблюдательные доказательства существования темной материи
- Феноменологические свойства темной материи
- Реликтовая плотность темной материи
- Детектирование темной материи - космологические наблюдения
Разделим методы детектирования темной материи на две части: методы, использующие космологические наблюдения, и эксперименты по поиску частиц-кандидатов темной материи на ускорителях. Начнем с обсуждения попыток обнаружить частицы-кандидаты в космологических наблюдениях.
Если нейтралино или, в более широком контексте, WIMPs представляют собой темную материю, они не только будут образовывать фоновую плотность Вселенной, но также будут кластеризоваться вместе с обычными звездами в галактических гало. В частности, они будут представлены в нашей собственной галактике, Млечном пути. Это порождает надежду детектирования реликтовых WIMPs непосредственно на Земле. Методы прямого детектирования основаны на поиске упругого (или неупругого) рассеяния WIMPs на ядрах детектора-мишени. Ядра отдачи передают приобретенную в результате столкновения энергию через ионизацию или тепловые (фононные) процессы. Энергетические потери нейтралино с массами $10\,GeV < m < 100\,GeV$ в таких детекторах не более $100\,keV$.
Современные методы регистрации энергии ядер отдачи такого масштаба основаны на использовании традиционных сцинтилляционных, полупроводниковых и газовых детекторов, а также новых низкотемпературных детекторов и детекторов на основе сверхпроводящих микрогранул и перегретых капель.
Так как детектирование будет происходить на Земле, нам необходимо знать некоторые характеристики нашей галактики, для того чтобы быть уверенным в реальности такого эксперимента. Заметим, что изучение возможности детектирования темной материи началось с 1982 года [48]. Разделим методы детектирования темной материи на две части: методы, использующие космологические наблюдения, и эксперименты по поиску частиц-кандидатов темной материи на ускорителях. Начнем с обсуждения попыток обнаружить частицы-кандидаты в космологических наблюдениях.
Этот обзор является продолжением:
