|
Использование Юпитера в качестве детектора темной материи
|
|
|
|
Природа темной материи была предметом горячих дискуссий на протяжении десятилетий. Если это тяжелая, медленно движущаяся частица, то вполне возможно, что нейтрино могут испускаться при взаимодействии с обычной материей.
|
|
|
|
В новой статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv, предполагается, что Юпитер может быть местом, где можно наблюдать, как это происходит. Его гравитация достаточна для улавливания частиц темной материи, которые могут быть обнаружены с помощью водяного детектора Черенкова. Исследователи предлагают использовать водяной детектор Черенкова для наблюдения за избыточными нейтрино, приходящими со стороны Юпитера с энергией от 100 МэВ до 5 ГэВ.
|
|
|
|
Юпитер - самая большая планета в Солнечной системе, достаточно большая, чтобы поглотить все планеты и оставить немного свободного места. Он состоит в основном из водорода и гелия и лишен твердой поверхности. Из всех планет Юпитер обладает мощным магнитным полем и сильной гравитацией. Его гравитационное поле настолько мощное, что на протяжении многих лет оно притягивало и даже уничтожало такие кометы, как Шумейкера-Леви-9 в 1994 году. Из всех объектов, видимых в атмосфере планеты, гигантский шторм, известный как Большое Красное пятно, безусловно, является самым заметным.
|
|
|
|
|
|
|
Планеты Солнечной системы до сих пор были бы последним местом для охоты за темной материей. Это таинственное вещество невидимо для всех обычных методов обнаружения, но считается, что оно составляет 27% Вселенной, на 5% превосходя видимую материю (большая часть оставшейся части состоит из темной энергии). Как следует из названия, темная материя не излучает, не поглощает и не отражает свет, что затрудняет ее наблюдение. О ее существовании можно судить по гравитационному воздействию на галактики, скопления галактик и другие крупномасштабные структуры Вселенной. Несмотря на то, что Темная материя занимает важное место во Вселенной, ее природа остается в значительной степени неизвестной.
|
|
|
|
Темная материя измеряется в ГэВ, поскольку это стандартный метод определения массы частиц в физике высоких энергий. До недавнего времени попытки обнаружить темную материю основывались на экспериментах, в которых темная материя рассеивалась электронами, протонами или нейтронами в детекторе. Взаимодействия вызывают передачу энергии, которая затем выявляет присутствие темной материи.
|
|
|
|
В статье Сандры Роблес (Sandra Robles) из Королевского колледжа Лондона и Стефана Мейен-Бергера (Stephan Meighen-Berger) из Мельбурнского университета, опубликованной в arXiv, они предлагают и рассчитывают уровень аннигилирующих нейтрино темной материи в пределах Юпитера и возможность их обнаружения с помощью существующих нейтринных обсерваторий.
|
|
|
|
Команда также предлагает способ использования водных черенковских детекторов, которые предназначены для обнаружения частиц высокой энергии, таких как нейтрино или космические лучи. Это достигается путем улавливания черенковского излучения, испускаемого при прохождении частиц через воду. Чтобы пояснить суть процесса, отметим, что излучение является оптическим и возникает, когда заряженная частица движется через среду, подобную воде, создавая слабую вспышку синего света.
|
|
|
|
Команда ученых предполагает, что Юпитер является идеальным местом для поиска темной материи с помощью детекторов черенковского излучения. Низкая температура его ядра и значительное гравитационное притяжение означают, что он может захватывать темную материю и удерживать ее. Присутствие нейтрино в направлении Юпитера свидетельствует о захвате и аннигиляции темной материи. Аналогичная методика используется и для наблюдения за солнцем.
|
|
|
|
Источник
|
