Меню
Назад » » 2020 » Сентябрь » 22

Тёмная материя наконец открыта?

  • 22.09.2020
  • 187 Просмотров
  • Обсудить

Учёные обнаружили, что атомы иттербия ведут себя неожиданным образом. Это может оказаться долгожданным открытием тёмной материи и выходом на просторы новой физики. Впрочем, есть и более прозаические версии объяснения.

Открытие описано в научной статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

Напомним, что Стандартная модель физики элементарных частиц прекрасно объясняет результаты всех проведённых физических экспериментов. Но исследователи давно мечтают открыть эффект, который не укладывался бы в эту увенчанную лаврами теорию и потребовал бы создания новой физики.

Интересно, что такой эффект, похоже, давным-давно открыли астрономы. Речь идёт о тёмной материи – неизвестном веществе, которое проявляет себя только благодаря гравитации. Большинство экспертов склоняется к мысли, что тёмная материя по большей части состоит из ещё не открытых физиками-экспериментаторами частиц, не предусмотренных Стандартной моделью.

Эти частицы, говорят исследователи, крайне редко или крайне слабо взаимодействуют с обычным веществом. Именно поэтому огромные детекторы, специально созданные для их “поимки”, пока не осчастливили человечество долгожданным открытием.

Вместе с тем некоторые эксперты полагают, что не входящие в Стандартную модель частицы можно обнаружить, если внимательнее присмотреться к давно известным процессам. Например, к тому, как атом излучает фотоны.

Когда электрон в атоме переходит с одного энергетического уровня на другой, более низкий, он испускает фотон. При этом энергия этого фотона равна разнице между начальным и конечным энергетическими уровнями.

Для лучшего понимания сравним электрон в атоме с канарейкой в клетке, которая спрыгивает с верхней жёрдочки на более низкую, издавая при этом краткую трель. Высота звука этой песни будет зависеть от расстояния между жёрдочками.

Но у разных изотопов одного и того же химического элемента энергии уровней несколько разнятся. То есть в синей железной клетке и в красной железной клетке расстояние между жёрдочками будет немного отличаться.

Это давно изученный эффект, и Стандартная модель даёт по его поводу совершенно конкретный прогноз. Состоит он в том, что график, который называется диаграммой Кинга, должен быть практически идеальной прямой линией. Отклонения от прямой, если они и есть, должны быть чрезвычайно малыми. Неудивительно, что их никто ещё не обнаруживал.

Теперь физики из Австралии, США и Южной Кореи построили диаграмму Кинга для ионов пяти изотопов иттербия… и обнаружили отклонения от прямой.

Правда, статистическая значимость этого результата не очень высока по меркам физиков: три сигмы. Это значит, что с вероятностью 0,3% открытие может оказаться ложной тревогой, случайным наложением шумов. Это небольшой шанс, но, когда речь идёт о переписывании фундаментальных законов, учёные становятся очень придирчивыми. Стандартом для признания открытия является отметка в пять сигм, когда вероятность ложноположительного результата меньше 0,0001%.

Возможно, нейтрон в ядре испускает тёмные бозоны, которые воздействуют
Возможно, нейтрон в ядре испускает тёмные бозоны, которые воздействуют на электроны.
Иллюстрация J. Hur/Massachusetts Institute of Technology.

Допустим, что это отклонение от прогнозов всё-таки не ошибка эксперимента, Тогда как его объяснить?

Возможно, это открытие нового эффекта, который всё же укладывается в рамки Стандартной модели, являясь тем самым малым отклонением, о возможности которого теоретики предупреждали экспериментаторов. Но есть и более заманчивые варианты.

Например, эффект может объясняться рождением в ядре атома тёмного бозона. То есть гипотетической частицы тёмной материи, которая не входит в Стандартную модель. Как предполагают учёные, этот тёмный бозон может воздействовать на электрон в атоме, изменив его энергию.

Если эта интерпретация верна, то перед нами двойное эпохальное открытие: обнаружение частицы, не предсказанной Стандартной моделью, и объяснение природы тёмной материи.

Но пока об этом говорить рано. Прежде всего потому, что результат всё ещё может оказаться случайной ошибкой.

Кстати, другая команда физиков, также опубликовавшая свои выводы в Physical Review Letters, строила диаграмму Кинга для ионов пяти изотопов кальция. И никакого отклонения графика от прямой линии не нашла.

Оригинал


Никто не решился оставить свой комментарий.
Будь-те первым, поделитесь мнением с остальными.
avatar
Читайте также
20.10.2020 в 18:47 Стала точно известна дата начала Великой войны
Как не раз уже обращали внимание и наши читатели, и посетители множества других сайтов и форумов, в последние несколько месяцев люди по всему миру начали видеть какие-то тревожные, иногда даже совершенно дикие и сумасшедшие сны – атомную войну, дождь из астеро...

Читать далее

20.10.2020 в 10:05 6 симптомов, по которым можно судить о наличии паразитов в кишечнике
Данные симптомы могут указывать и на наличие других проблем со здоровьем, но если вы заметили у себя более двух признаков, следует посетить специалиста, чтобы провести диагностику.

Читать далее

20.10.2020 в 08:56 Комаровский рассказал о том, как диагностировать COVID-19 в домашних условиях
Для того, чтобы определить, болеет ли человек коронавирусом, не обязательно нужны дорогие тесты. В домашних условиях это можно сделать очень простым и совершенно бесплатным способом.

Читать далее

20.10.2020 в 08:29 ВМФ США возвращают линкоры в строй
Как сообщает Popular Mechanics в материале за 14-е октября, американские военные находятся в завершающей стадии работ над артиллерийским оружием нового поколения, которое они называют SLRC – сокращенно от “стратегическая дальнобойная пушка”, Strategic Long Ran...

Читать далее

20.10.2020 в 08:19 Хэллоуин 2020-го может оказаться весьма необычным
31 октября 2020 года жители планета Земля смогут наблюдать второе полнолуние в течении месяца – первое было 2-го октября. Поскольку по два полнолуния в месяц выпадают довольно редко, у светлых адептов для этого явления было придумано специальное название – «Го...

Читать далее