Так из чего состоит темная материя? Ученые усомнились в существовании аксионов

Группа физиков из США и Японии впервые в истории провела эксперимент по взаимодействию антиматерии и аксионов, предположительных частиц легкой темной материи.

Новый подход, как ожидается, позволит подтвердить или опровергнуть гипотезу о том, что темная материя состоит из аксионов.

Исследование опубликовано в журнале Nature.

Еще в 1930-х годах астрономы заметили, что галактики движутся намного быстрее, чем должны были, исходя из наблюдаемой массы.

Расчеты показали, что в действительности они содержат намного больше массы, чем можно увидеть с помощью телескопов.

Этот гипотетический невидимый материал получил название темная материя.

С тех пор астрономы пытаются определить, из каких частиц она состоит.

Считалось, что она может состоять из темных фотонов, аксионов, слабо взаимодействующих массивных частиц (WIMP), макрочастиц с массами в масштабе карликовой планеты и даже типа скалярных частиц старше, чем Большой взрыв.

Однако попытки доказать существование хотя бы одной из этих частиц не увенчались успехом.

Новое исследование: Протон все-таки меньше, чем считалось.

Аксионы — это гипотетическая элементарная частица, которая не является дискретной, а действует как волны, текущие по всему пространству и редко взаимодействующие с нормальной материей.

В частности, аксионы, как предполагается, имеют слабые, но гипотетически обнаруживаемые взаимодействия с электричеством и магнетизмом.

Главной целью нового эксперимента являлась проверка взаимодействия аксионов с антиматерией, а не с фотонами, электронами или другими частицами, с которыми работают другие исследователи.

В ходе эксперимента исследователи использовали так называемую ловушку Пеннинга — область с особой конфигурацией магнитных и электрических полей, заставляющих обычные ионы и частицы антиматерии двигаться по волнистой линии, закрученной в кольцо.

Целью опыта было выяснить, отклоняется ли так спиновая прецессия — качание своеобразной магнитной оси антипротона — от предсказаний классических физических теорий.

Сколько "весит" бозон Хиггса?: физикам удалось уточнить массу частицы.

Опыт показал, что аксионов, с высокой долей вероятности, не существует, говорится в исследовании.

"Мы планируем повысить точность замеров спиновой прецессии антипротона, что позволит нам наложить еще более строгие ограничения на симметрию свойств антиматерии и обычной материи.

Это сделает поиски следов темной материи еще более прицельными", - говорит Стефан Альмер, ведущий автор исследования.