Paryžiaus Astrofizikos instituto mokslininkas Džianfrankas Bertonis (Gianfranco Bertone) su kolegomis Deividu Serdenu (David Cerdeño) iš Madrido Teorinės fizikos instituto, Chuanu Kolaru (Juan Collar) bei Brajanu Odomu (Brian Odom) iš Čikagos universiteto pamėgino išsiaiškinti, kaip būtų galima sujungti skirtingų eksperimentų duomenis tam, kad būtų įvesti griežtesni apribojimai tamsiosios medžiagos dalelėms. Tikimasi, jog tokie apribojimai palengvintų pastarųjų atpažinimą.

Mokslininkų straipsnis „Silpnai sąveikaujančių masyvių dalelių atpažinimas jungtiniu ašinio ir skaliarinio ryšio matavimu“ išspausdintas žurnale „Physical Review Letters“.

„Daugybė eksperimentų ir stebėjimų patvirtina, jog egzistuoja tam tikro pavidalo medžiaga, kuri skiriasi nuo mums įprastinės, sudarančios žvaigždes, planetas ar netgi žmones“, – aiškina D. Bertonis. Kadangi tamsioji medžiaga yra smarkiai paplitusi Visatoje, gausus mokslininkų būrys mėgina geriau suprasti jos vaidmenį fizikoje. Taip pat mokslininkus domina ir pačios Visatos susidarymas. „Dedama nemažai pastangų išsiaiškinti tamsiosios medžiagos prigimtį“, – priduria jis.

Pasak D. Bertonio, yra trys pagrindiniai būdai aptikti tamsiąją medžiagą, kurią greičiausiai sudaro silpnai sąveikaujančios masyvios WIMP dalelės. Pirmasis – Žemėje sumontuoti dalelių greitintuvai. Daugiausia vilčių teikia Didysis hadronų priešpriešinių srautų greitintuvas (LHC), kurį CERN laboratorijoje tikimasi paleisti jau kitais metais. „Mokslininkai greitintuvuose tikisi aptikti lygiai tokias pačias daleles kaip ir likusioje Visatos dalyje“, – teigia D. Bertonis.

Kitas būdas – netiesioginis stebėjimas. Žvelgdami į Visatos platybes, mokslininkai viliasi aptikti kokį nors signalą, susidarantį dėl tamsiosios medžiagos dalelių tarpusavio sąveikos.

Toliau straipsnyje aptariamas trečiasis būdas, kurio esmė – milžiniškas detektorius, sugebantis užregistruoti tamsiosios medžiagos dalelės sąveiką su įprastinės medžiagos dalele. „Norėdami parodyti tokio būdo pranašumą, mes didžiausią dėmesį skyrėme Čikagos požeminės dalelių fizikos observatorijos (COUPP) eksperimentui, – pasakoja mokslininkas. – Tai burbulinė kamera, panaši į tas, kurių jau anksčiau prireikė kitose mokslo srityse“.

Kai tamsiosios medžiagos dalelė patenka į kamerą, išsiskiria mažytis energijos kiekis, kurį galima pamatyti burbuliukų pavidalu. „Jei dalelę pavyktų sėkmingai aptikti, tuomet reikėtų pakeisti burbulinės kameros skystąjį taikinį ir vėl pakartoti eksperimentą. Išmatavę spartą esant dviems skirtingiems skystiesiems taikiniams ir sugretinę gautus rezultatus, galėtume gauti tikslesnius duomenis apie tamsiosios medžiagos dalelių savybes“.

Tačiau mokslininkas pripažįsta, jog neviskas taip paprasta. „Jeigu burbulinė kamera veiktų kur nors ant žemės paviršiaus, burbuliukų susidarytų be galo daug, nes visos į kamerą patenkančios dalelės sąveikautų su branduoliais“. Norint sumažinti tokį įprastinės medžiagos dalelių sukuriamą foną, burbulinę kamerą būtina perkelti giliai po žeme.

„C. Kolaro vadovaujama grupė Fermi laboratorijoje, Čikagoje, sukonstravo pirmąjį prototipą, ir jis toliau tobulinamas“, – prasitaria D. Bertonis. Mokslininkas pabrėžia, jog burbulinės kameros detektoriaus pagrindinis privalumas yra galimybė dirbti su šiuo įrenginiu kambario temperatūroje. „Bandant užregistruoti silpnus signalus, didžiąją laiko dalį tai reikia daryti labai žemoje temperatūroje. Galimybė tą patį atlikti esant kambario temperatūrai kur kas palengvina padėtį ir sumažina išlaidas“.

D. Bertonis džiaugiasi, jog sukonstruoto pradinio prototipo tobulinimas vyksta sėkmingai, o tyrėjai iš viso pasaulio ir kitais būdais bando aptikti tamsiąją medžiagą. Mokslininkų pasiūlyta tamsiosios medžiagos aptikimo metodika gali būti pritaikyta bet kokiam eksperimentui, be to, ji lygiai taip pat tinkama sujungiant skirtingų eksperimentų duomenis. „Mes išgyvename jaudinančią akimirką, – tęsia jis. – Nekantrauju susipažinti su visais tamsiosios medžiagos eksperimentų rezultatais. Mes tikrai galime atrasti kažką naujo“.

Komentarai (0)