Издание РБК запросило мнение ученых МИФИ об эксперименте LUX-ZEPLIN (LZ), проводимом почти на полуторакилометровой глубине в бывшей золотой шахте в американском штате Южная Дакота. Появились сообщения , что американские ученые получили возможный сигнал темной материи. Ниже мы публикуем подробный комментарий профессора кафедры физики элементарных частиц НИЯУ МИФИ, главного научного сотрудника лаборатории космических исследований ЮФУ Максима Хлопова.
Крупнейший в мире детектор темной материи. Фото: news.fnal.gov
- Скажите пожалуйста, как вы можете оценить результаты данного эксперимента?
- Отрицательные результаты поиска массивных слабовзаимодействующих частиц скрытой массы (WIMP- Weakly Interacting Massive Particles) по-видимому свидетельствуют о ее не WIMP природе, так что результаты данного эксперимента могут стать первой ласточкой в переходе к иному подходу в интерпретации результатов поиска скрытой массы в подземных экспериментах. В эксперименте LZ зарегистрировано одно событие, так что вряд ли можно говорить о статистической достоверности результата, но даже и одно такое событие трудно объяснить эффектом WIMP , в то время как наша интерпретация в терминах темных атомов (альфа-частичных ядер, электрический заряд которых скомпенсирован гипотетическим очень тяжелым многозарядным лептоном) эксперимента DAMA в Подземной лаборатории Гран-Сассо (в котором за прошедшие 30 лет зарегистрирован эффект скрытой массы с очень высоким уровнем достоверности) может естественным образом объяснить этот результат.
- Не могли бы вы простым языком объяснить читателю что теоретически может собой представлять темная материя? Какие шансы приблизиться к ее обнаружению?
- Широко употребляемый термин темная материя выглядит не совсем удачным переводом с английского Dark Matter, точнее было бы темное вещество, но я предпочитаю использовать исторически сложившийся в отечественной научной литературе термин скрытая масса. Совокупность данных прецизионной космологии свидетельствует о том, что скрытая масса галактик и их скоплений должна быть в 5 раз больше массы обычного вещества. Ее физическая природа должна быть связана с существованием новых форм стабильного вещества - от зеркальных двойников обычных частиц (обладающих только гравитационным взаимодействием с обычным веществом) до макроскопических объектов таких как первичные черные дыры. Все эти кандидаты имеют фундаментальное основание в расширениях набора фундаментальных частиц и их взаимодействий, предлагаемых для решения проблем стандартной модели элементарных частиц. Тяжелый многозарядный стабильный лептон, предполагаемый в модели темных атомов, связан с возможной составной природой бозона Хиггса - он может быть связанным состоянием его заряженных составляющих. Исследования скрытой массы зависят от ее предсказываемых свойств, и, возможно скрытая масса в форме темных атомов уже 30 лет назад как была обнаружена и экспериментально подтверждена в экспериментах DAMA/NaI и DAMA/LIBRA, а теперь ее будут обнаруживать и в других экспериментах.
- Что может дать науке и миру потенциальное открытие темной материи?
- Данные космологии говорят о том, что мы знаем и используем физические свойства менее 5% материального состава Вселенной. Физика скрытой массы связана с новыми формами материи и новыми силами Природы, так что ее открытие даст возможность овладеть ими. Если скрытая масса объясняется темными атомами - откроются новые типы ядерных превращений этой электрически нейтральной формы ядерной материи.
Ранее в интервью Максима Хлопова подробно излагалась его концепция «темных атомов»
