все сделают уже запущенные на орбиту спутники. Темная материя — загадочная субстанция, которая выдает свое присутствие во Вселенной только по гравитационному воздействию на свет и обычную, барионную материю. И это, по сути, все, что мы о ней знаем. Темная материя отклоняет лучи света, формируя своеобразные линзы. Если бы этой субстанции не было в галактиках, то звезды двигались бы медленнее, чем мы видим из наблюдений. В поисках частиц темной материи ученые вынуждены прибегать к каким-то предположениям, например о том, что носителями темной материи являются так называемые вимпы — слабо взаимодействующие массивные частицы. Однако поскольку частицы эти до сих пор не обнаружены в лабораторных условиях, ученые продолжают строить и другие гипотезы о природе темной материи.
Ее проявление мы видим лишь на огромных, галактических масштабах и больше, поэтому мы не знаем, состоит она из отдельных частиц или же протяженных объектов. Выпускник МФТИ Андрей Деревянко, работающий в Университете Невады вместе с выпускником Новосибирского государственного университета — теоретиком Максимом Поспеловым из Университета Виктории (Канада), считают,
что темная материя может проявлять себя некой пятой силой, помимо известных четырех фундаментальных взаимодействий — гравитационного, электромагнитного, сильного и слабого. Согласно этой теории (так называемой топологической темной материи), сгустки темной материи, пролетая через обычное вещество, сдвигают величины основных фундаментальных взаимодействий, например — постоянной тонкой структуры α, массы протонов и электронов. Это неминуемо должно слегка сдвигать уровни энергий в атомах и молекулах, что уже может быть зафиксировано экспериментально. Например, при помощи высокоточных атомных часов.
Идея проста. Известно, что Солнечная система, вращаясь вокруг центра нашей Галактики, летит в пространстве со скоростью 300 км/с. Проносясь сквозь сгустки темной материи, атомные часы должны то ускоряться, то замедлять свой ход, считают физики.
И тут главная задача — выделить из всех таких аномалий те, что распространяются в пространстве со скоростью 300 км/с.
Идеальным вариантом являются спутники GPS или ГЛОНАСС — уже существующие на орбите группировки спутников с точными атомными часами на борту. «Ничто другое в Солнечной системе не распространяется со скоростью 300 км/с. И в этом вся фишка», — пояснил «Газете.Ru» Деревянко, специалист по атомным часам.
Сгусток темной материи, миновав один спутник, сбивает ход его часов, затем пролетает Землю и достигает противоположного спутника примерно через три минуты, также сдвигая ход хронометра. Таким образом, ученым остается вычленить трехминутную корреляцию в отклонениях синхронизованных друг с другом атомных часов, идущих на сети из 30 ныне работающих спутников GPS. Возникает лишь вопрос точности хода космических часов.Лучшие атомные часы на Земле уходят на 1 секунду за время жизни Вселенной, 14 млрд лет. Часы на спутниках — примерно в миллион раз менее точные. Ученые надеются, что темная материя ускоряет или замедляет ход часов на спутнике больше чем хотя бы на 1 наносекунду, — точность хода самих часов на GPS.
«Ученые, занимающиеся атомными часами, долго находились в поиске некой сверхзадачи. Поиск темной материи — несомненно, сверхзадача для современной физики, которую можно попытаться решить при помощи сети высокоточных часов на орбите», — считает ученый.
Для поиска темной материи надо лишь обработать соответствующими алгоритмами собранные за последние годы данные о том, как шли и рассинхронизировались атомные часы на спутниках. И обсчет этот уже ведется, получены и первые результаты, интерпретация которых требует кропотливой работы. Результаты исследования опубликованы в Nature Physic.
Комментариев нет:
Отправить комментарий