Нова детекторна система, яка має допомогти розгадати таємницю темної матерії, наближається до запуску.
В Університеті Саутгемптона у Великій Британії фізики тестують апарат, який використовує підвішені листи графіту в умовах мікрогравітації для пошуку мікроскопічних аномалій, що можуть вказувати на природу цієї невловимої субстанції.
“Темна матерія залишається одним з основних питань, на яке вчені досі шукають відповідь – вона визначає структуру нашого Всесвіту, але залишається невидимою”, – говорить фізик Тім Фухс з Університету Саутгемптона.
“Існує безліч теорій щодо того, чим може бути темна матерія, але жоден експеримент на Землі не наблизився до її виявлення”.
Коли ми дивимося на Всесвіт, ми бачимо велику розбіжність між кількістю видимої нормальної матерії та кількістю гравітації. Простими словами, гравітації значно більше, ніж можна було б приписати тільки звичайній матерії, з якої складаються зірки, планети і пил.
Ми можемо побачити це, дивлячись на такі явища, як обертання зовнішніх частин галактик, яке набагато вище, ніж має бути, враховуючи їхню масу, або на те, як простір-час вигинається навколо великих мас. Ми знаємо, що на основі вимірів цих явищ темна матерія важить в шість разів більше за звичайну.
Але ми не знаємо, що таке темна матерія. Ми не можемо безпосередньо виявити її. Вона не випромінює світла і не взаємодіє з Всесвітом, наскільки ми можемо це помітити, окрім її гравітаційного впливу. Можливо, ми ніколи не дізнаємось, що це таке, але вчені не відмовляться від пошуків, доки не вичерпають всі можливі шляхи досліджень.
Саме тут вступає в гру робота Фухса та його команди, які проводять експеримент, який буде запущений на орбіту Землі на супутнику під назвою Jovian-1, від якого планується відрив до орбітального польоту навколо Землі протягом двох років.
“Наш експеримент не схожий на жоден інший: ми підвішуємо графіт між магнітами, що в умовах нульової гравітації неймовірно чутливі до маленьких сил”, – пояснює Фухс.
“Якщо в темній матерії є достатньо висока щільність, темний ‘вітер’ м’яко зрушить наші підвішені частинки, і ми зможемо це виміряти – вперше виявивши її”.
Jovian-1 буде розміром з коробку для взуття і несе кілька експериментів, розроблених студентами Університету Саутгемптона, Університету Портсмута та Університету Суррея у Великій Британії. Команда планує запустити супутник на початку 2026 року, тому ми, ймовірно, будемо чекати деякий час, щоб побачити результати.
Але ці результати, коли вони надійдуть, можуть багато розповісти про темну матерію, навіть якщо жодне виявлення не буде здійснено.
“Існують теорії, які стверджують, що швидкість взаємодії темної матерії може бути настільки високою, що вона не може проникнути через атмосферу чи гори, під якими розташовані детектори. Це може пояснити, чому багато великих експериментів на Землі, спрямованих на виявлення темної матерії, не дали жодних переконливих сигналів”, – зазначає Фухс.
“Наша місія – перша в своєму роді, яка використовує цю технологію підвішування в космосі, і ми сподіваємося, що це буде підтвердженням того, що ми можемо виявляти темну матерію над Землею”.