Свежие комментарии

  • Дядя Саша Polichek
    А что? На Луне есть следы человека? (кроме луноходов)Ученые NASA обнар...
  • Иван Татаринов
    ща гейжопа расплачивается за деяния своих предков, выкармливая орды дармоедов из африки! Не жаль их ни капли!Когда будете в сл...
  • Виктор Петрович Казанцев Виктор
    Нужно считать что Кейси был прав и его пророчество сбудутся по полной программе. Во главе России для помощи, сейчас ...Ученые «поверили»...

Тёмная материя наконец открыта?

Тёмная материя наконец открыта?

Тёмная материя наконец открыта?

Учёные обнаружили, что атомы иттербия ведут себя неожиданным образом. Это может оказаться долгожданным открытием тёмной материи и выходом на просторы новой физики. Впрочем, есть и более прозаические версии объяснения.

Открытие описано в научной статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

Напомним, что Стандартная модель физики элементарных частиц прекрасно объясняет результаты всех проведённых физических экспериментов. Но исследователи давно мечтают открыть эффект, который не укладывался бы в эту увенчанную лаврами теорию и потребовал бы создания новой физики.

Интересно, что такой эффект, похоже, давным-давно открыли астрономы. Речь идёт о тёмной материи – неизвестном веществе, которое проявляет себя только благодаря гравитации. Большинство экспертов склоняется к мысли, что тёмная материя по большей части состоит из ещё не открытых физиками-экспериментаторами частиц, не предусмотренных Стандартной моделью.

Эти частицы, говорят исследователи, крайне редко или крайне слабо взаимодействуют с обычным веществом. Именно поэтому огромные детекторы, специально созданные для их “поимки”, пока не осчастливили человечество долгожданным открытием.

Вместе с тем некоторые эксперты полагают, что не входящие в Стандартную модель частицы можно обнаружить, если внимательнее присмотреться к давно известным процессам.

Например, к тому, как атом излучает фотоны.

Когда электрон в атоме переходит с одного энергетического уровня на другой, более низкий, он испускает фотон. При этом энергия этого фотона равна разнице между начальным и конечным энергетическими уровнями.

Для лучшего понимания сравним электрон в атоме с канарейкой в клетке, которая спрыгивает с верхней жёрдочки на более низкую, издавая при этом краткую трель. Высота звука этой песни будет зависеть от расстояния между жёрдочками.

Но у разных изотопов одного и того же химического элемента энергии уровней несколько разнятся. То есть в синей железной клетке и в красной железной клетке расстояние между жёрдочками будет немного отличаться.

Это давно изученный эффект, и Стандартная модель даёт по его поводу совершенно конкретный прогноз. Состоит он в том, что график, который называется диаграммой Кинга, должен быть практически идеальной прямой линией. Отклонения от прямой, если они и есть, должны быть чрезвычайно малыми. Неудивительно, что их никто ещё не обнаруживал.

Теперь физики из Австралии, США и Южной Кореи построили диаграмму Кинга для ионов пяти изотопов иттербия… и обнаружили отклонения от прямой.

Правда, статистическая значимость этого результата не очень высока по меркам физиков: три сигмы. Это значит, что с вероятностью 0,3% открытие может оказаться ложной тревогой, случайным наложением шумов. Это небольшой шанс, но, когда речь идёт о переписывании фундаментальных законов, учёные становятся очень придирчивыми. Стандартом для признания открытия является отметка в пять сигм, когда вероятность ложноположительного результата меньше 0,0001%.

Возможно, нейтрон в ядре испускает тёмные бозоны, которые воздействуют
Возможно, нейтрон в ядре испускает тёмные бозоны, которые воздействуют на электроны.
Иллюстрация J. Hur/Massachusetts Institute of Technology.

Допустим, что это отклонение от прогнозов всё-таки не ошибка эксперимента, Тогда как его объяснить?

Возможно, это открытие нового эффекта, который всё же укладывается в рамки Стандартной модели, являясь тем самым малым отклонением, о возможности которого теоретики предупреждали экспериментаторов. Но есть и более заманчивые варианты.

Например, эффект может объясняться рождением в ядре атома тёмного бозона. То есть гипотетической частицы тёмной материи, которая не входит в Стандартную модель. Как предполагают учёные, этот тёмный бозон может воздействовать на электрон в атоме, изменив его энергию.

Если эта интерпретация верна, то перед нами двойное эпохальное открытие: обнаружение частицы, не предсказанной Стандартной моделью, и объяснение природы тёмной материи.

Но пока об этом говорить рано. Прежде всего потому, что результат всё ещё может оказаться случайной ошибкой.

Кстати, другая команда физиков, также опубликовавшая свои выводы в Physical Review Letters, строила диаграмму Кинга для ионов пяти изотопов кальция. И никакого отклонения графика от прямой линии не нашла.

 

Ссылка на первоисточник

Картина дня

наверх