Sugebėjusieji įminti tamsiosios medžiagos prigimtį – vieną iš didžiausių šiuolaikinio mokslo paslapčių – neabejotinai taps Nobelio premijos laureatais. Šios mįslės raktas padėtų kitaip pažvelgti ir į ne ką mažiau mokslininkus dominančią tamsiąją energiją. Ankstesni bandymai nedavė rezultatų, tačiau vis dėlto neatbaidė nemažų tyrėjų gretų toliau kantriai siekti savo tikslo.

„Tai tamsiosios medžiagos paieškos aukso amžius“, – teigia Kalifornijos technologijos instituto fizikas teoretikas Šonas Karolas (Sean Carroll).

Tačiau tenka pripažinti, jog mokslininkai vis dar nedaug ką gali pasakyti apie tamsiąją medžiagą. Pagal egzistuojančią teoriją, tamsioji medžiaga sudaryta iš mažyčių egzotiškų dalelių, likusių nuo Didžiojo sprogimo prieš 13.7 mlrd. metų, ir sudaro ketvirtadalį Visatos masės. Tamsioji medžiaga įgavo tokį pavadinimą, kadangi nespinduliuoja nei šviesos, nei šilumos, bet užfiksuojamas jos gravitacinis poveikis žvaigždėms ir galaktikoms.

Žinoti, jog egzistuoja tamsioji medžiaga yra viena, tačiau suprasti, kas tai yra – visai kas kita. Eksperimentai atliekami po žeme, norint išvengti galimo kosminių spindulių poveikio; jais siekiama užfiksuoti teorines, silpnai sąveikaujančias masyvias daleles WIMP. Laukiama, kol WIMP dalelė trenktųsi į atomo branduolį ir tampriai atšoktų.

Požeminiams eksperimentams tinkamos vietos savo egzotika nenusileidžia ieškomoms tamsiosios medžiagos dalelėms: nuo neveikiančios geležies rūdos kasyklos Minesotoje ar analogiškos aukso kasyklos Pietų Dakotoje (JAV) iki milžiniškų urvų Kanadoje, Anglijoje, Prancūzijoje, Italijoje, Japonijoje bei Rusijoje. Fizikai aktyviai varžosi tarpusavyje, bandydami sukurti tobulesnius registravimo mechanizmus.

Pastaruosius kelerius metus lyderiavo CDMS technologija, kurios veikimo pagrindas yra itin šalti silicio ir germanio kristalai, reikalingi WIMP dalelių susidūrimų vibracijoms išskirti. Naujesni prietaisai naudoja inertines dujas arba perkaitinto skysčio burbulines kameras.

Vis dėlto įmanomas ir toks variantas, jog nepaisant milžiniškų eksperimentų mastų, galima ir nieko nepešti. Prieš septynerius metus italų mokslininkai tvirtino užfiksavę tamsiosios medžiagos signalą požeminėje laboratorijoje, įrengtoje šalia Gran Sasso kalno. Tačiau niekas nesugebėjo pakartoti šio rezultato, todėl italų tvirtinimas mokslininkų visuomenėje nėra plačiai pripažįstamas. Nepaisant to, minėtieji italų tyrėjai dirba toliau ir tikisi pateikti naujų rezultatų kitais metais.

Kita italų mosklininkų grupė, Legnaro nacionalinėje laboratorijoje atlikdami PVLAS eksperimentą "dasikapstė" prie hipotetinių dalelių, kurias pavadino pseudoskaliarais - mokslininkų nuomone jos galėtų sudaryti tamsiąją medžiagą. Ar tikrai taip yra - kol kas irgi atviras klausimas, bet šia kryptimi tyrimai tikrai bus ne kartą atliekami.

Šį pavasarį konkuruojanti mokslininkų grupė iš Kolumbijos universiteto, besidarbuojanti toje pačioje Gran Sasso papėdėje, paskelbė, jog skystų dujų XENON10 detektorius yra jautresnis ir pašalina daugiau triukšmų nei analogiškas CDMS variantas.

CDMS puolę ginti Kalifornijos Berklio (Berkeley) universiteto atstovai pareiškė, jog kelios pažangios technologijos yra sveikintinas dalykas, nes tai įgalina palyginti gautus rezultatus, bei pridūrė, kad kitais metais sieks atgauti detektorių jautrumo lyderių pozicijas.

Tamsiosios medžiagos detektorius gaminti yra brangu, tačiau dar brangiau juos tobulinti ir eksploatuoti. Daugelis projektų yra finansuojami iš įvairių šaltinių. Pavyzdžiui, Nacionalinis mokslo fondas nuo 2000 m. investavo 21 mln. dolerių į šešis projektus, įskaitant minėtuosius CDMS ir XENON10.

Mokslininkai tamsiosios medžiagos pasiryžę ieškoti ir kosmose. NASA kitais metais ketina paleisti GLAST teleskopą, kuriuo bus tiriami gama spindulių proveržiai, nes pastaruosius gali sukurti tamsiosios medžiagos susidūrimai. Visai įmanoma, jog tamsiąją medžiagą pavyks sukurti didžiajame hadronų greitintuve LHC netgi prieš tai, kol ji bus aptikta kosmose ar po žeme.

Iš kitos pusės, ne visi pasinėrę į karštligiškas WIMP dalelių paieškas. Lorenco Livermoro (Lawrence Livermore) nacionalinėje laboratorijoje siekiama aptikti kitas teorines daleles, vadinamas aksionais. Pirmasis projekto tarpsnis 2003 m. praėjo be apčiuopiamų rezultatų, tačiau energijos departamentas vėl atseikėjo pinigų eksperimento tobulinimui.

Bet atsakymo į klausimą, kiek ilgai tęsis tamsiosios medžiagos medžioklė, kol kas dar neturi niekas. Ir tai vienas iš esminių klausimų, norint suprasti daugelį paslaptingų Visatos procesų - neatsakius į klausimą kas yra tamsioji medžiaga ir kokia jos tikroji prigimtis, praktiškai neįmanomas tikrasis kosmoso platybių pažinimas.

Plačiau: Fizikai ne juokais įsitraukia į tamsiosios medžiagos medžioklę

Komentarai (2)