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»
