Темная материя посветлела

Наука и технологии
«Эксперт» №19 (373) 26 мая 2003

Ученые-физики, представляющие три научно-исследовательских учреждения США (Флоридский, Гарвардский и Калифорнийский университеты), Константин Матчев, Джонатан Фенг и Син Ча Чен, предложили новую концепцию, претендующую ни много ни мало на объединение ключевых теоретических идей физики микромира и космологии. По их мнению, две великие тайны современной науки - предположительное существование дополнительных измерений пространства и времени и природа таинственной космической субстанции, темной материи, - возможно, тесно переплетены друг с другом.

Согласно последним оценкам, сделанным американской космической обсерваторией MAP, на долю темной материи приходится около четверти совокупной массы Вселенной (обычная материя составляет всего лишь 4%, а остальные 70-75% вроде бы приходятся на "темную энергию", о которой науке почти ничего не известно). Среди множества гипотез о природе "недостающей массы" наибольшей популярностью в последнее время пользуется версия о том, что основу темной материи составляют так называемые слабовзаимодействующие массивные частицы, лишенные электрического заряда и могущие себя обнаружить только через гравитационное взаимодействие. Однако до сих пор все попытки поймать эти частицы ни к чему не привели.

Столь же неуловимыми для современной физики микромира продолжают оставаться и дополнительные измерения пространства-времени, существование которых является краеугольным камнем наиболее изощренной "модели объединения всего" (электромагнетизма, гравитации и внутриядерных сил) - теории суперструн. Эти измерения возникают на расстояниях, значительно меньших внутриядерных, но могут обнаружить себя косвенным образом благодаря тому, что якобы рождают специфические частицы с большой массой, так называемые частицы Калуцы-Кляйна.

Путем сложных теоретических расчетов Константин Матчев и его коллеги пришли к выводу, что эти частицы Калуцы-Кляйна на самом деле должны быть ни чем иным, как "темной материей Калуцы-Кляйна", то есть именно они, концентрируясь в огромных количествах в космических областях с максимальной гравитацией (таких, как звездные ядра), и дают часть недостающей массы Вселенной.

Авторы новой теории убеждены в том, что она не станет очередной математической спекуляцией: по словам Джонатана Фенга, "физикам вполне по силам верифицировать ее уже в течение нескольких ближайших лет". Два главных экспериментальных объекта, на которых это, возможно, удастся сделать, - уже действующий детектор нейтрино Amanda в Антарктиде и проектируемый альфа-магнитный спектрометр (AMS), специальный детектор античастиц, который должен появиться в конце 2005 года на Международной космической станции (МКС).