Сигара из нейтралино

31 января 2005, 00:00

В то время как самым популярным занятием ученых-климатологов в последние годы является математическое моделирование долгосрочных погодных процессов на нашей планете, любимая игрушка астрофизиков, интересующихся тайнами происхождения и эволюции Вселенной, - прогнозирование возможной природы и свойств пресловутой темной материи. Исследованием этой таинственной субстанции, на которую вроде бы приходится более 80% всей общекосмической массы, занимаются десятки, если не сотни научных коллабораций в мире, и они, так же как и метеорологи, достаточно регулярно выдают на-гора оценочные результаты своих хитроумных вычислений. Последним по времени продуктом теоретизирования на тему "темных сил в физике" стала работа Бена Мура из Университета Цюриха, Юрга Диманда (Калифорнийский университет Санта-Крус) и их коллег, опубликованная в Nature.

Все расчеты международной команды физиков-теоретиков были сделаны на цюрихском суперкомпьютере, специально спроектированном в 2003 году для осуществления этого проекта (как утверждают сами его участники, по своим размерам он на сегодняшний день - самый большой в мире).

Мур и Диманд в своей компьютерной модели исходили из предположения о том, что основными носителями темной материи являются сверхтяжелые частицы нейтралино (так называемые суперсимметричные партнеры других неуловимых частиц, сверхлегких нейтрино, доказательства реального существования которых в природе пока очевидны лишь для самих физиков). Согласно прогнозам теоретиков, масса одного нейтралино должна составлять порядка ста масс протона, однако эти частицы крайне слабо взаимодействуют с обычной материей. Более того, они, по мнению ученых, предпочитают кучковаться и создавать в космическом пространстве обособленные темные сгустки-гало, по форме напоминающие либо сплюснутые сферы, либо сигарообразные объекты, средний диаметр которых примерно в 4000 раз больше, чем расстояние между Землей и Солнцем.

По расчетам исследователей, к настоящему времени только в нашей галактике Млечный Путь насчитывается порядка квадриллиона (1015) таких темных гало. И, поскольку все объекты Вселенной имеют свойство перемещаться в пространстве, Мур и Диманд полагают, что примерно один раз в десять тысяч лет наша планета проходит сквозь одно из таких скоплений-призраков.

Впрочем, по словам Юрга Диманда, ничего страшного в этом взаимопроникновении обычной и темной материй нет: "В самом худшем случае контакт темного гало с Землей может привести к изменению ее скорости на несколько миллионных метра в секунду".

Что же касается возможной экспериментальной методики обнаружения существования этих таинственных частиц в природе, то основные надежды астрофизиков пока связаны с анализом данных приборов, регистрирующих вспышки гамма-излучения в космическом пространстве. Дело в том, что у нейтралино должны быть античастицы, и при периодическом столкновении нейтралино и анти-нейтралино они взаимно аннигилируют, образуя на выходе мощный поток фотонов (гамма-лучей). Правда, по признанию Диманда, подобные события происходят крайне редко: "Обнаружить следы такой аннигиляции - все равно что попытаться увидеть с Земли огонек от зажженной свечи на Плутоне".