"Невозможная" частица врезалась в Землю: физики считают, что это форма неуловимой материи

Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv, пишет New Scientist.

Никто никогда не видел напрямую темную матери, но считается, что только 15% массы Вселенной состоит из обычных атомов и частиц, а все остальное – это темная материя. Она оказывает гравитационное влияние на обычную материю, а потому это является признаком ее существования.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

• Нейтрино, которую еще называют призрачной частицей, является фундаментальной частицей, то есть в отличие от протонов и нейтронов, составляющих ядро, она не состоит из кварков. У нейтрино отсутствует электрический заряд. Это одна из причин их неуловимости, поскольку они не взаимодействуют с электромагнитным полем, как электроны или протоны. Нейтрино обладают очень маленькой, но не нулевой массой. Нейтрино взаимодействуют с веществом только через слабое и гравитационное взаимодействие (две из четырех фундаментальных сил природы).

Два года назад нейтринный детектор KM3NeT, который находится на дне Средиземного моря обнаружил "невозможное" нейтрино, то есть очень необычное нейтрино с очень высокой энергией. Энергия этой частицы в 35 раз была больше, чем у всех известных нейтрино.

Откуда взялась эта частица, остается загадкой, но предполагается, что источником является галактика с очень активной центральной черной дырой, известной как блазар.

• Блазар — это один из самых экстремальных и ярких типов активных ядер галактик. По сути, это сверхмассивная черная дыра в центре галактики, активно поглощающая вещество и выбрасывающая мощные струи плазмы в сторону Земли.

Но авторы нового исследования считают, что детектор KM3NeT обнаружил не нейтрино с самой высокой энергией, а частицу темной материи. Она врезалась в нашу планету и источником ее все же является блазар.

Нейтринные детекторы пытаются поймать нейтрино, которые редко взаимодействую с материей, когда они пересекают космос и пролетают через нашу планету. Нейтрино проходят практически через любой объект в космосе. Когда нейтрино попадают на Землю, они могут врезаться в атомы, производя частицу, называемую мюоном, которую могут уловить детекторы нейтрино, такие как KM3NeT и IceCube, расположенный в Антарктиде.

Детектор IceCube никогда не видел не видел чего-то столь энергичного, как частица, пойманная детектором KM3NeT. Это сбивало с толку физиков, потому что бы ни увидел KM3NeT, IceCube тоже должен был это увидеть.

Авторы исследования говорят, что, если частица была темной материей, а не нейтрино, это могло бы объяснить эту загадку. Просто частице пришлось пройти через большую часть Земли, чтобы достичь детектора KM3NeT, а это увеличило вероятность ее распада на мюоны.

Эта частица темной материи могла быть создана в блазаре, а затем выпущена в сторону Земли в виде луча. Физики считают, что высокоэнергетические протоны в блазаре более эффективно передают свою энергию темной материи, чем нейтрино.

Таким образом ученые считают, что нейтринные детекторы можно превратить в детекторы темной материи. Но для проверки новой теории нейтринным детекторам пока не хватает мощности, но это будет возможно в будущем.

Как уже писал Фокус, ранее в этом году физики предложили решение одной из самых больших проблем в современной физике: существование сингулярности в центре черных дыр. Ученые предположили, что сингулярности не существует, но не все с этим согласны.

Также Фокус писал о том, что ученые считают, что природу темной материи можно раскрыть с помощью космических ускорителей частиц, которыми являются черные дыры.