Сверхтяжелые гравитино стали кандидатами на звание частиц темной материи - «Наука и технологии»

Несмотря на то, что количество темной материи в окружающей нас Вселенной превышает количество обычной материи в пять раз, эта темная материя остается неуловимой и по сегодняшний день. Уже было проведено множество экспериментов, целью которых являлось отслеживание различных видов частиц-кандидатов, но ни один из этих экспериментов не принес положительных результатов. И недавно исследователи из института Макса Планка, Германия, выдвинули предположение, которое объясняет данную ситуацию. По их мнению, темная материя состоит из очень экзотических частиц - сверхтяжелых гравитино, и сейчас нам уже известно лишь в самых общих чертах, как именно можно найти и изучить эти частицы, если они существуют на самом деле.

Отметим, что обычные частицы гравитино уже достаточно давно находятся в ряду частиц-кандидатов. Однако, сами по себе они имеют достаточно малую массу, что кардинально отличает их от гипотетических сверхтяжелых гравитино. За счет большой массы сверхтяжелые гравитино взаимодействуют с другой материей в основном при помощи сил гравитации, что вызывает весьма экзотические эффекты и явления, хорошо известные ученым из этой области.

Ученые высчитали, что масса одной частицы сверхтяжелых гравитино составляет порядка 0.02 миллиграмма, что приблизительно равно массе яйца мушки-дрозофилы. Это не кажется слишком тяжелым, но для сравнения, это приблизительно в 10 квинтиллионов раз больше массы протона или нейтрона. Частицы такой массы должны быть достаточно редкими во Вселенной, если вдруг где-нибудь возникнет их скопление, оно, это скопление, может стать причиной сжатия и схлопывания Вселенной в сингулярность. Тем не менее, если в космосе будет присутствовать всего одна частица сверхтяжелого гравитино на 10 тысяч кубических километров, этого будет достаточно для объяснения всех наблюдаемых астрономами "эффектов темной материи".

Но самым интересным является то, что если сверхтяжелые гравитино существуют в реальности, есть способ поиска их следов, в котором вся Земля будет выступать в роли одного огромного датчика. Даже с учетом их малого количества в космосе, сквозь объем нашей планеты за 4.5 миллиарда лет ее существования должно было пройти большой количество таких частиц, которые оставили свои следы. Теперь же осталось только найти и изучить эти следы.

Поскольку сверхтяжелые гравитино могут взаимодействовать с обычной материей через электромагнитные и сильные ядерные взаимодействия, они могут оставлять характерные ионизационные следы в породах, из которых состоит земная кора. Проблемой в этом случае является то, что такие ионизационные следы трудно отличить от следов, оставляемых высокоэнергетическими частицами других типов.

"Подобные виды радиации, как известно, оставляют дефекты в различных кристаллах, в том числе и кристаллах естественного происхождения" - пишут исследователи, - "Вполне вероятно, что в ближайшем времени, мы, зная, что надо искать, обнаружим древние следы характерной ионизации в кристаллах, ведь эти следы могут сохраняться неизменными в течение миллионов лет".