Краткая история астрономии. Том 11. Темная материя

Часть 11-13
Поиск легких частиц

Содержание

(том – часть – глава)

11-13-1. CERN превратил Солнце в линзу для аксионного телескопа

11-13-2. В поисках темной материи аксионам остается все меньше шансов на существование

11-13-3. Эксперименты по поиску темных аксионов добрались до проверки теоретических моделей

11-13-4. Физики исследовали коллапс аксионной темной материи на домашнем компьютере

11-13-5. Прототип ABRACADABRA не помог найти темную материю

11-13-6. Новые данные с телескопа EHT исключают существование аксионов в определенном диапазоне масс

11-13-7. Галоскоп ORGAN не нашел аксионов массой от 63 до 67 микроэлектронвольт

11-13-8. Гравитационное линзирование указало на волновую природу темной материи

11-13-9. На DESY стартовал эксперимент ALPS II по поиску аксионов

11-13-10. Физики ограничили ультралегкую темную материю при помощи атомных часов

Глава 11-13-1
CERN превратил Солнце в линзу для аксионного телескопа

Декабрь 2016

18 декабря 2016 года в CERN на солнечно-аксионном телескопе CAST прошел первый сеанс поиска частиц-кандидатов на роль темной материи, излучаемых сверхмассивной черной дырой, расположенной в центре Млечного Пути. Солнце в этот день было точно на линии между Землей и сверхмассивным объектом и могло выступить в роли гравитационной линзы, усиливающей поток частиц от небесного тела в миллиард раз. Об этом сообщает пресс-релиз CERN.

Аксионы и хамелеоны, которые искал CAST, — одни из вероятных кандидатов на роль частиц темной материи. Хамелеоны, к примеру, меняют свою эффективную массу в зависимости от окружения. Аксионы были введены для того, чтобы объяснить, почему в сильном взаимодействии не нарушается CP-симметрия. Все они очень слабо взаимодействуют с веществом и заметить их можно лишь при определенных условиях. К примеру, считается, что в сильных магнитных полях и аксионы и хамелеоны способны осциллировать в фотоны. Одним из наиболее перспективных источников аксионов физики называли плазму в ядре Солнца.

Именно для поиска солнечных аксионов и был построен CAST. В основе телескопа лежит прототип дипольного магнита коллайдера. Пустая трубка, по которой предполагалось пускать протоны, служит в устройстве зрительной трубой. Аксионы (как и другие возможные кандидаты на частицы темной материи), по замыслу ученых, могут превращаться в сильных магнитных полях в фотоны высоких энергий — рентгеновского диапазона — и регистрироваться соответствующим детектором. До сих пор телескоп не обнаружил следов экзотических частиц.

В новом сеансе наблюдений в роли потенциального источника аксионов и хамелеонов выступала сверхмассивная черная дыра в центре нашей Галактики. По словам ученых, она может стать источником частиц, которые человечество сможет детектировать на современном уровне технологического развития. Солнце в этом эксперименте представляет собой гравитационную линзу, которая своим притяжением может искривить траектории пролетающих частиц и увеличить интенсивность их потока вплоть до миллиарда раз. Физики отмечают, что помимо рентгеновских детекторов, в эксперименте использовался еще один чувствительный инструмент — мембрана для поиска хамелеонных частиц.

Сейчас команда телескопа обрабатывает полученные данные, но по предварительной информации, никаких новых частиц от черной дыры прибор не зафиксировал.

_{nplus1.ru, 20 декабря 2016, Владимир Королёв}

_{https://nplus1.ru/news/2016/12/20/cern-sun-axion-telescope}

_{Пресс-релиз CERN}