Shed šviesos ant tamsių fotonų

Shed šviesos ant tamsių fotonų

Grigorijus Tarasevičius
"Šriodingerio kačiukas" №7-8, 2017

Galbūt kažkur visatoje yra visiškai kitokia, skirtingai nuo mūsų pasaulio. Jame dirba kiti fizikos įstatymai, kitokios dalelės sąveikauja. Rusų mokslininkų grupė kartu su kolegomis iš kitų šalių kreipėsi į paslaptingos dalelės – tamsiojo fotono – atradimą. Tai gali būti tarp mūsų pasaulio ir paslėpto visatos sektoriaus tarpininkas. Ekspertas, vadinamas NA64, buvo atliktas viename iš greitintuvų CERN. Jei projektas pavyks, jis taps tikra fizikos revoliucija ir iš tiesų mūsų idėjomis apie pasaulį.

Paslaptinga masė

Pasaulis yra labai nesąžiningas. Mums žinomas dalykas yra maždaug 5% visos visatos. Visa kita yra kažkas keista ir tamsi.

Per 20-30-ųjų XX amžiuje mokslininkai pastebėjo, kad kai kuriose galaktikose įvyksta tyčinio pažeidžiant dangaus mechanikos dėsnius. Pavyzdžiui, Šveicarijos ir JAV astronomas Fritzas Zwicky 1933 matuojamas radialinis greitis iš aštuonių galaktikų žvaigždyno Berenikės Garbanos. Skaičiavimai parodė, kad matomas klausimą yra dešimt kartų mažiau, nei jums reikia, sunkio jėga laikomi galaktiką kartu.Taigi, yra kažkas kito, nematomo, bet veikiantis savo masė. Taigi pasirodė terminas "tamsioji materija".

Netikėtas rezultatas gali būti priskirtas matavimo paklaidai ar klaidai formulėse. Bet tolesni moksliniai tyrimai dar labiau įtikino mokslininkus: yra kažkas paslaptingos, sunkios, nepasiekiamos stebėjimui kosminėje erdvėje. Ir labai dideliais kiekiais.

Kitas tamsiosios medžiagos egzistavimo įrodymas buvo gautas dėl gravitacinio lęšio metodo. Tokie didžiuliai daiktai, kaip galaktikos ir jų grupės, lenkia šviesos spindulius, išsiskiriančius iš žvaigždžių už jų – dėka Alberto Einšteino už reliatyvumo teoriją. Tačiau matomų kosminių kūnų sunkumo nepakanka, kad šviesa galėtų pasislinkti taip, kaip pastebi pastabos.

Kitas argumentas yra didžiulių karštų dujų atradimas galaktikų grupėmis. Skaičiavimai parodė, kad įprastinės medžiagos masė yra per maža, kad būtų laikomos šios dujos – ji turėjo būti plaukioja ilgą laiką į kosminę tuštumą. Bet tai neatsiranda!

Todėl Visatoje yra tam tikra medžiaga, kuri pasireiškia didžiulė masė, bet ištrūksta iš kitų stebėjimų. Šis klausimas nesukelia jokios matomos šviesos ar kitų bangų.Neveikia su įprastu klausimu. Negalima matyti, jaustis, šnibždėti, arba bent jau įstumti į greitintuvą.

"Nepaisant nematomumo ir nematerialumo, tamsioji materija suvaidino pagrindinį vaidmenį formuojant Visatos struktūrą. Tamsi materija gali būti lyginama su nepakankamai įvertintomis įprastomis visuomenės narėmis, nors jos nėra matomos arbitrams, be darbuotojų kariuomenės, kuriančios piramidės, kelius, rinkdamas elektroninę įrangą, civilizacijos vystymas neįmanomas. Kaip ir kitos nepastebimos žmonių grupės mūsų visuomenėje, tamsi materija yra iš esmės svarbi mūsų pasauliui ", – knygoje "Dark matter and dinosaurs" teorinės fizikos autorius Lisa Randall rašo, kad šiemet leidykla "Alpina non-fiction" išleista rusų kalba.

Aš šiek tiek sukūriau šią metaforą. Įsivaizduokite, kad esate dizaineris, gyvenantis Maskvoje, kūrybinis intelektualus penktojoje kartoje. Ir kažkur Sibire yra veikianti alyvos alyva. Neįsijunkite su juo į įprastines sąveikos formas: nesileiskite aplankyti, nesikalbėkite socialiniuose tinkluose, nesėdėkite iki ryto arbatos puodelio. Bet tu gyveni vienoje šalyje ir netiesiogiai jaučiasi vienas kitam.Pavyzdžiui, dėl išgauto aliejaus valstybės biudžetas tampa didžiulis ir paveikia dizainerį. Aš išradau šią metaforą specialiai, kad nebūtų įbauginusi drebintųjų humanitarinių mokslų su fizika. Jis ir toliau pasirodys – fizikai ir stiprus lyrikos dvasia gali praleisti.

Ir aš patariu visiems perskaityti Lisa Randall knygą.

Ką sudaro pasaulis

Veidrodis Visata

Mūsų žinoma pasaulio dalis seniai buvo išdėstyta standartinio fizinio modelio lentynose: čia yra kvarkai, čia yra elektronai, elektromagnetinė sąveika iš kitos pusės ir pan. Dar visai neseniai egzistuoja dviprasmybės su viena ląstele, Higso bosonu. Tačiau ir su juo elgėsi. Bet kartoju, tai tik viena dvidešimtoji visatos. Tamsioji medžiaga yra daug kartų daugiau, ir apie ją nieko nėra žinoma.

"Nepaisant intensyvių paieškų Didžiojo Hadrono kolektoriuje, kosminėje ir požeminėje laboratorijose, mes vis dar labai mažai žinome apie tamsiosios medžiagos kilmę, sudėtį ir dinamiką. Yra žinoma, kad ji judama palyginti lėtai, yra "šalta" ir sąveikauja su mumis gravitaciniu būdu. Šio klausimo pažangos trūkumas pakeitė tamsiosios medžiagos sąvoką.Išplėstinės standartinio modelio versijos pasirodė, o tai rodo, kad tamsioji medžiaga yra vadinamojo paslėpto sektoriaus dalis. Tai, kaip Visata, susideda iš dalelių ir jėgų šeimos, tačiau jo negalima aptikti, todėl jis yra "paslėptas", sako fizikas Sergejus Gninenko.

Iš kur atsirado tamsioji materija? Ne visai žinoma. Jis galėjo pasirodyti "Didžiojo sprogimo" momentu kartu su medžiaga, kuria mes naudojamės. Galbūt kažkas atsitiko, kurį fizikai vadina "erdvės trūkumu", ir viena pasaulio dalis pasirodė esanti beveik nesusijusi su kita, nors abu yra tose pačiose galaktikose.

"Arba, pavyzdžiui, įvyko dar vienas" Didžiojo sprogimo ", kuris sukėlė paslėptą sektorių", – priduria Gninenko.

Yra dešimtys hipotezių, paaiškinančių, kas yra tamsi materija: nežinomos elementinės dalelės, specialių tipų neutrinų grupes, penktojo matmens sveikinimai …

1966 metais vieną iš pirmųjų teorijų pasiūlė sovietiniai fizikai Kobzarev, Okun ir Pomeranchuk (tarp jų fizikų vadinasi KPK pagal kūrėjų vardus). Tuo metu Vakaruose mažai domėjosi tamsia materija, dabar tai tapo beveik vienintele problema.

Autorius aiškiai įkvėpė Lewis Carroll su savo "Alice Through the Looking Glass". Abstraktai iš žinomo straipsnio, paskelbto žurnale "Branduolinė fizika", jie rašė: "… aptariama egzistavimo galimybė kartu su įprastomis" mirror "dalelių (R) dalimis (L), kurios įvedimas atkuria kairiojo ir dešiniojo lygiavertiškumą. Parodyta, kad" veidrodinės "dalelės negali sąveikauti su įprastais, stipriai ar pusiau smurtiniais ar elektromagnetiniais … Tai aptariama klausimas apie makroskopinių kūnų (žvaigždžių) egzistavimą iš R medžiagos ir jų aptikimo galimybę ".

Iš tiesų kalbame apie lygiagrečios visatos galimybę. Ir čia noriu grįžti prie metaforos su dizaineriu ir aliejumi. Net labai kūrybingas Maskvos nekaltų Sibiro darbininkų buvimo ir jo indėlio į bendrą šalies produktą. Tačiau jis vargu ar pasiruošęs pripažinti, kad toks socialiai nutolęs tipas turi sudėtingą vidinį pasaulį: abejones, ilgesį, įkvėpimą, meilę, svajones. Nežinomas dažnai atrodo paprastesnis nei iš tikrųjų.

Taip, yra hipotezių, kad tamsią medžiagą sudaro tik viena dalelių rūšis, kurios gali suteikti tik masę, nieko daugiau.Pakanka pridėti vieną žymėjimą prie standartinio modelio ir problema bus išspręsta. Tačiau yra ir kitų teorijų, pagal kurias tamsus pasaulis gali būti išdėstytas labai sunkiai.

Daug vėliau, 2007 m., Lev Okun buvo parašyta žurnale "Universiteto fizikos mokslų": "Paslėptas veidrodis sektorius turėtų turėti savo stipriąsias, silpnąsias ir elektromagnetinius sąveiką. Tai reiškė, kad nematomas veidrodis dalelės, kaip įprasta, turi sudaryti veidrodį atomus, molekules, nematomas žvaigždes, planetas ir net veidrodis gyvenimą. Be to, šis nematomas veidrodis pasaulis gali egzistuoti kartu su mūsų pasaulyje toje pačioje erdvėje. prisimenu Igoris Kobzarov ir aš savaitgalį išvyko į mišką netoli Maskvos (nuo Leningrado srityje Firsanovka į Nakhabino stoties stoties Rygos kryptimi Taip.) Ir staiga aš labai aiškiai "mačiau", kaip nemirtas ir neskausmingas traukinys eina per kliringą palei nematomas bėgius.

Tiesa, autorius iš karto pripažino, kad tai "veidrodis" traukinys neįmanoma: tamsioji materija būtų įrašytas į gravitacinės sąveikos su mūsų pačių, ir būtų pastebimas. Bet ji gali egzistuoti netoliese.

Remiantis naujausiais skaičiavimais, Saulės sistemoje yra daugiau kaip trys šimtai keturlygonių tonų tamsios medžiagos. Kalbant apie planetų masę, tai yra nereikšminga. Bet kas, jei tai kažkas sudėtingo ir organizuoto – erdvėlaivio, tyrimo zondo, gyvojo dalyko? Tuomet tu gali fantazuotis apie tamsius vyrus, kurie sėdi prie lempos su tamsia šviesa ir veltui bando išvesti formulę, paaiškinančią Žemės ir Saulės egzistavimą, o tai akivaizdžiai prieštarauja tamsiosios fizikos …

Kodėl? Tamsi materija yra daug kartų didesnė nei matoma. Mes dar nežinome, kuri fizika yra palankesnė gyvenimo ir intelekto atsiradimui, mūsų ar paslėptame sektoriuje. Mes manome, kad tikimybė yra lygi, o tai reiškia, kad "tamsaus proto" egzistavimo tikimybė yra penkis kartus didesnė nei "įprastų" užsieniečių.

Tikimės atsitiktinio susidūrimo

Galima teorijas kurti ilgą laiką ir studijuoti procesus tolimoje erdvėje. Tačiau pagrindiniai fizikos įrodymai vis dar yra kontroliuojamas eksperimentas. Ir yra tikimybė, kad tamsiosios medžiagos gali būti sugauta sausumos sąlygomis.

Metafora vėl. Žinoma, Maskvos dizaineris gali skaityti straipsnį apie naftos gamybą verslo žurnale.Tarkime, jis atvyko į verslo kelionę į Surgutą. Yra tikimybė, kad dizaineris susidurs su nafto darbininku gatvėje, jie susipažins vienas su kitu, eis ir geria kavą ir kalbės apie gyvenimo prasmę. Sutinku, tokiu būdu galite gauti daug daugiau informacijos apie vienas kitą. O jei taip atsitiks, muskuskaitė tikriausiai parašys apie šį "Facebook" įrašą arba paskelbia nuotrauką "Instagram". Ir tada jo kūrybingi draugai daug sužinos apie sibiro darbuotojus.

Grįžkime prie fizikos.

Vienas iš kandidatų į tamsiosios medžiagos elementą – vadinamąjį "wimp" (iš WIMP, Silpnai sąveikaujanti masinė dalelė) Šios hipotetinės dalelės gali turėti dešimt kartų didesnę masę nei protono masė. Manoma, kad jie plaukioja netoli Žemės. Sunku juos sugauti: tamsi medžiaga sąveikauja su mūsų labai nenoriai. Tikimasi, kad jei tokia didelė dalelė nukentėtų nuo įprasto dalyko esmės, tai galima pastebėti.

Pasaulyje yra keli detektoriai, kurie bando užfiksuoti tamsiosios medžiagos daleles. Pavyzdžiui, įdiegti PICASSO Kanadoje. Jautri medžiaga – fluoros (C4F10) – yra perkaitinto skysčio būsenoje (kai temperatūra viršija virimo temperatūrą). Mažiausia išorinė įtaka, o lašelis virsta garais.Tikimasi, kad jei tamsiosios medžiagos dalelė patenka į fluoro atomą, tada aplink skystis pradės eiti į dujas – bus mikroskopinis sprogimas, kurio garsą gali sugauti specialus jutiklis.

Aš kažkaip atsitiko aplankyti Novosibirsko branduolinės fizikos instituto laboratoriją. GI Budker, kur jie taip pat kuria įrenginį tamsiosios medžiagos surinkimui. Pagrindinė prietaiso dalis panaši į didžiulį metalinį statinį, į kurį perpumpuojamos suskystintos inertinės dujos: ksenonas ir argonas. Jei tamsiosios medžiagos dalelė pateks į dujų molekulės branduolį, ją bus galima ištaisyti.

Svarbu labai tiksliai kalibruoti įrenginį ir izoliuoti jį nuo likusių dalelių – kitaip neįmanoma suprasti, ar tamsioji medžiaga yra tai ar kažkas kitas. Padėkite detektoriaus planą Italijos nacionalinėje laboratorijoje Gran Sasso, esančioje Akvilos kalne. Iš išorinio pasaulio laboratorija yra atskirta beveik pusantro kilometro uolų, beveik visiškai pašalinančių svetimų dalelių patekimą.

"Nematomas daleles nematomas nykimas"

Įrenginiai, kuriuos aš aprašiau ankstesniame skyriuje, yra skirti ieškoti visų pirma WIMP – masinėms dalelėms, kurios nėra linkusios užmegzti bet kokios sąveikos, išskyrus gravitacinį.

Tačiau yra hipotezė, kad tamsioji materija nėra tokia paprasta ir jos santykiai su mūsų pasauliu yra daug skirtingesni. Pavyzdžiui, metaforinis dizaineris su darbuotoju jau susitiko ir susitiko. Tačiau įsivaizduokite, kad dizaineris yra graži mergaitė, o aliejus yra žiaurus žmogus, ir tarp jų atsiranda jausmas. Meilė, santykiai, santuoka, vaikai, anūkai … Galima sumaišyti du pasauliai.

– Teoretikai turėjo pagrindo tikėti, kad tamsioji materija atskleidžia savo buvimą ne tik gravitacine jėga. Pirmiausia 1980-ųjų pradžioje Leo Okunas pasiūlė šviesos tamsios dalelės hipotezę, kartais kylančią elektromagnetiniame procese. Neseniai dėl "standartinio modelio" uždarymo susidomėjimas tokiomis egzotinėmis dalelėmis žymiai išaugo ", – aiškina Tomsko mokslininkas Renatas Dusayevas. Jis yra vienas iš eksperimento dalyvių, ieškodamas dalelių, vadinamų tamsiuoju fotonu.

2008 m. Šį terminą pasiūlė amerikiečių astrofiziologai Lottie Ackerman, Matthew Buckley, Sean Carroll ir Mark Camionkowski. "Įsivaizduokite, kad yra visiškai naujos rūšies fotonų, kurie yra prijungti prie tamsių, o ne į paprastą dalyką. Taigi gali būti tamsių elektrinių laukų, tamsiųjų magnetinių laukų,tamsiai spinduliuotę ir tt ", – rašė jie.

"Man patinka šios dalelės pavadinimas. Čia yra puikus paradoksas: fotonas yra šviesos kvantas, o tada tamsu. Atrodo, kad tai oksimoronas, kaip" karštas šaltas "ar" gyvas lavonas ". jei ne pirmasis Rusijos spaudoje, bet aš esu įsitikinęs: tokiu pavadinimu dalelė greitai taps populiari. "

Tiesiog, leiskite man priminti jums, koks yra fotonas. Tai yra elementarioji dalelė, šviesos kvantumas ar kita elektromagnetinė spinduliuotė. Būtent jis sukėlė kognityvinį dissoniją mokykloje: "Kaip tai taip – tuo pačiu metu ir dalelė, ir banga?" Labai lengva gauti fotoną: tiesiog įjunkite lemputę, o kambaryje bus pripildyta fotonų. Arba skambinkite telefonu. Ir radijo signalas, ir šviesos, ir rentgeno spinduliai, ir daug daugiau yra perduodami šios dalelės pagalba. Ji neturi masės, be mokesčio, tačiau yra energijos, dėl kurios atsiranda dauguma procesų.

– Pagal analogiją su mūsų elektromagnetizmu, dėl kurio masinis fotonas yra jėgų nešėjas tarp įkraunamų dalelių, gali būti ir tamsus elektromagnetizmas, kurį atlieka masinis paslėptas arba tamsus,fotonas. Mano nuomone, "paslėptas fotonas" skamba geriau nei "tamsi": mažiau painiavos, – aiškina Sergejus Gninenko.

Skirtingai nuo įprasto fotono, tamsiame gali būti masė. Kurią, nors negalima pasakyti. Daroma prielaida, kad jis gali suskaidyti į kitas daleles. Ir svarbiausia, yra galimybė, kad tamsusis fotonas gali sąveikauti su įprastinės materijos daleles. Yra jausmas. Tai gali atsirasti kaip eksperimento dalis su ne per romantišku pavadinimu NA64.

Kas dalyvauja NA64 eksperimente

Šis projektas buvo sukurtas mokslininkų instituto branduolinės fizikos anksčiau (Maskva) ir instituto fizikos aukštų energijos (Protvino). 2016 m. Kovo mėn. Jį patvirtino Europos branduolinių tyrimų organizacija – CERN (taip, tas, kuris pastatė Didžiulį hadronų kolektorių). Tai yra gana reta atvejis, kai CERN savo mokslinių tyrimų programoje įtraukia Rusijos mokslininkų pasiūlytą eksperimentą; šio istorijoje įvyko tik kelis kartus. Norėdami ieškoti tamsių fotonų, buvo pateiktas SPS akceleratorius.

"Jei tamsiosios fotonų masė yra maža – nuo vieno iki tūkstančio elektronų voltų ar net mažiau, tada tarp mūsų fotonų ir tamsos gali atsirasti svyravimų, panašių į neutrinų svyravimus.Tarkime, kad masė yra daugiau kaip 1 MeV, ji gali suskaidyti į įprastas daleles, pavyzdžiui, elektronų-positronų poras. Toks sumažėjimas gali būti registruojamas. Žinoma, egzistuoja tikimybė, kad tamsusis fotonas norėtų išsilieti į "savo" daleles iš paslėpto sektoriaus, kuris yra būtent tamsiosios medžiagos pagrindas. Ir čia atsiranda netiesioginė užduotis – eksperimentiniu būdu aptikti nematomos dalelės nematomą nykimą. Tai skamba beprotiška, bet tai yra, pripažįsta Gninenko.

Elektronų voltas (eV). Branduolio fizikai labiau linkę matuoti dalelių masę per energiją – dar kartą dėka Einšteino už E = mc2. Taigi elektronų masė yra apie 0,5 MeV (milijonų elektronų voltų), protonas yra 0,9 GeV (ty beveik milijardas eV), o neutrinas yra mažesnis nei 0,28 eV.

– Astrofizikai gerai gali nustatyti galvosūkius ir pažymėti ribas, ir greičiausiai turėsite suprasti greitintuvų gudrybes. NA64 idėja, kartu su visais savo elegantišku paprastumu, nėra nauja, kaip ir LIGO interferometrų atradimas, neseniai technologijos leido atlikti tokius tikslius eksperimentus. CERN tai, žinoma, viena iš geriausių vietų. Manome, kad tamsus fotonas yra trumpalaikė masyvi dalelė, kuri gali suskaidyti į kitas hipotetines daleles.Ir įmanoma, kad šios antrinės dalelės pasireiškia sąveika su įprastine medžiaga. Tokių renginių aptikimas taip pat įtrauktas į mūsų tyrimų programą ", – sako Renatas Dusaevas.

Protonas supersinhrotronas (Super Proton Synchrotron) buvo paleistas 1976 m., tačiau jis vis dar tinkamai veikia. Žiedo ilgis yra beveik septynių kilometrų. Galima pagreitinti sunkiuosius jonus, protonus, elektronus ir kitas daleles.

Eksperimentas grindžiamas energijos taupymo įstatymu:

"Jei paslėptos fotonai egzistuoja, jie gali būti generuojami reakcijos metu didelės energijos elektronų išsisklaidymo aktyviajame visiško absorbcijos tiksle". Ir taip atsitiks dėl kvantinio efekto sumaišant su įprastiniu fotonu elektronų spinduliuotą branduolio lauką. Kadangi tamsiosios fotonai labai silpnai sąveikauja su įprastine medžiaga, jie prasiskverbia į taikinį ir iš detektoriaus išmeta didelę dalį sijų energijos. Tamsių fotonų egzistavimo indikacija būtų tai, kad įvykiai, kuriuose yra daug, daugiau nei 50%, trūksta energijos. Tokie įvykiai yra labai reti. Jų dalis yra mažesnė nei 1: 100 000 000 000 už standartinę elektroninę sąveiką tikslinėje dalyje, – aiškina Sergejus Gninenko.

Apytiksliai tariant, jei iš uždaros sistemos išnyksta dalis energijos, tai reiškia, kad tamsi fotonai pavogė.

– Tai vadinama spinduliuotojas – uždaras eksperimentas. Pradinė dalelių sija įmeta į įrenginį, kur absorbuojama visa detektoriaus nufotuota energija. Tamsiųjų dalelių susidarymas palieka gana specifinį pėdsaką, iš kurio galima spręsti, kad esame susidūrę su fizika už standartinio modelio ribų, daro išvadą Renatas Dusayevas.

NA64 eksperimentas vyksta keliais etapais. Pirmasis buvo baigtas šį pavasarį.

"Tiesą sakant, mes ką tik pradėjome ieškoti tamsių fotonų ir kitų kandidatų į tamsiosios medžiagos elementus", – sako Sergejus Gninenko.

Gauti rezultatai leido mums išskirti dalelių masę, kurios nereikėtų ieškoti tamsių fotonų. Paieškos sritis sumažėjo apie 25%. Tai nėra blogai.

Kitas eksperimento etapas prasidės rugsėjo mėn. Rusijos mokslininkai planuoja dirbti CERN penkias savaites – daugiau dar nėra įmanoma: akceleratorius yra pakrautas su kitais projektais. Tačiau dabar vyksta derybos, o jei jos bus sėkmingos, jos tarsi ieškos tamsiosios medžiagos visam laikui.

Tai nėra vienintelis tokio pobūdžio eksperimentas – pasaulyje yra keletas panašių. Pavyzdžiui, yra tarptautinis projektas. BabarasKuriuose dalyvauja apie 400 fizikos iš įvairių šalių, įskaitant Rusiją. Tamsių fotonų paieškos eksperimentai atliekami SLAC National Accelerator Laboratory (JAV).

"Tačiau turime puikią galimybę pirmiausia rasti tamsų fotoną", – įsitikinęs Renatas Dusakas.

"Tamsusis internetas, tamsūs miestai, tamsūs energijos šaltiniai …"

Tamsių fotonų paieška šiek tiek primena neutrinų istoriją. Kalbėti apie trūkstamą dalelę atėjo nuo XX a. Pradžios. Terminas "neutrinas" pasirodė devintajame dešimtmetyje (vertimas iš italų reiškia "neutronas"). Eksperimentiniu būdu dalelė buvo ištaisyta tik šimtmečio viduryje.

Tai, žinoma, buvo didelis įvykis. Tačiau jame nėra jokio palyginimo su galimu tamsių fotonų aptikimu. Pirma, neutrino neviršija standartinio modelio ir yra susijęs su tuo pačiu 5% stebimų medžiagų. Antra, jie labai nenoriai įsitraukia į sąveiką – viskas, ką jie atlieka, skraido: milijardai neutrinų praeina pro kiekvieną sekundę. Niekas rimtas šių šviesiai autizmo dalelių negali įvykti pagal apibrėžimą.

Nesvarbu, ar tai yra tamsus fotonas, kuris tarnauja kaip tam tikros sąveikos nešėjas … Tai kelias į visiškai kitokį pasaulį, sudėtingą ir įdomų.

– Naujos mūsų ir tamsiosios materijos sąveikos atradimas bus fizikos revoliucija. Akin radijo bangų atradimui. Galėsite bendrauti su paslėpta visata. Pridėkite prie šio tamsaus interneto, tamsių miestų, tamsių energijos šaltinių – užbaigia Sergejus Gninenko.

Sergejus Гниненко – Rusijos mokslų akademijos instituto branduolinių tyrimų instituto vadovas yra vienas iš šimtų labiausiai cituojamų Rusijos fizikų pasaulyje. Vienas iš CERN vykdyto tamsiojo fotonų paieškos eksperimento lyderių.

Igoris Кобзарев (1932-1991) – teorinis fizikas, elementariųjų dalelių specialistas ir gravitacijos teorija.

Leo Okun (1929-2015) – teorinis fizikas. Būtent tas, kuris 1962 m. Pasiūlė vadinti elementarus daleles, priklausančias stipriai sąveikai (protonams, neutronams ir tt), "adronais". Šis žodis yra naudojamas visame pasaulyje, o dėka Didžiojo Hadrono kolektoriaus jis žinomas net tiems, kurie toli gražu nėra fizikos.

Isaacas Pomeranchukas (1913-1966) – teorinis fizikas. Dalyvauti kuriant sovietinius branduolinius reaktorius. Jis padarė daug atradimų dalelių fizikos srityje.Dvigubas Stalino premijos laureatas. Hipotetinė dalelė, pomeronas, yra pavadinta jo garbe.

Paralelinė visata šalia

Alesya Kondrashova

Lisa Randall: "Taip, tamsusis gyvenimas yra gana tikras, bet aš nebuziuoju, kad tai tikrai yra".

Lisa Randall yra Amerikos teorinis fizikas ir profesorius Harvardo universitete. Kosmologijos specialistas. Vienas iš modelio Randall – Sundrum autorių, kuris apibūdina pasaulį kaip penkių matmenų erdvę su išlenktine geometrija. 2007 m. Žurnalas Laikas įtraukė ją į sąrašą "100 įtakingiausių metų žmonių". Foto: Ars Electronica / flickr.com

Nors tamsioji materija buvo kalbama apie daugiau nei pusę amžiaus, apie šią paslaptingą medžiagą neskiriama daug Rusijos literatūros. Todėl rekomenduojame perskaityti Lizos Randallo knygą "Tamsi materija ir dinozaurai", kurią verčia "Alpina" nefiktacija. Tai šiek tiek provokuojantis: iš tikrųjų autorius paskelbia tamsią medžiagą svarbiausiu kosmoso vystymosi veiksniu – nuo galaktikų susidarymo iki dinozaurų išnykimo. "Jeigu ankstyvajame Visatoje nebūtų tamsios materijos, dabar niekas net negalėtų kalbėti apie tai, kas vyksta, jau nekalbant apie nuoseklią visatos evoliucijos vaizdą.Be tamsiosios medžiagos, nebus laiko formuoti struktūrą, kurią mes stebime. Tamsiosios medžiagos kapsulės tapo Pieno tako, taip pat kitų galaktikų ir galaktikų grupėmis. Jei nebūtų sudarytos galaktikos, nebūtų žvaigždžių, jokios saulės sistemos, jokio gyvenimo, kaip mes tai žinome " – ji užtikrina. Žurnalistė KS paprašė Lizos Randalli keletą klausimų.

Jūsų manymu, kas yra tamsi materija ir kur ji gali būti rasta?

– Apskritai mes puikiai žinome, kas yra tamsi materija. Ir tai įvyksta visų pirma žvaigždžių klasteriuose – kur yra galaktika. Koncentruojama netoli šių kosminių objektų centro. Be to, jei mūsų paskutiniai skaičiavimai yra teisingi, tamsi materija taip pat gali pasireikšti nedideliu mastu. Pvz., Diskų, panašių į tuos, kuriuos jau aptikome Paukščių takuose, pavidalu.

– Ar yra tamsios materijos teorijos, kurios galbūt nėra visiškai mokslinės, bet ar tau patinka asmeniškai?

– Aš turiu nemažai kandidatų tamsiosios medžiagos vaidmeniui. Bet visos mano teorijos yra mokslinės ir gali būti išbandytos eksperimentu. Žmonės dažnai siunčia man laiškus, kuriuose išdėstytos labai originalios hipotezės. Deja, nors jie visi yra neįtikinami.Yra priežastis, kodėl mes laikomės mokslinio požiūrio: greičiausiai tai veiks.

– Knygoje rašote apie tris galimus visatos gimimo būdus. Pirma: ji visada buvo. Antra: ji gimė dėl Didžiojo sprogimo. Trečia: yra daug visatų, o mūsų yra tik vienas iš jų. Jūs taip pat sakote, kad šalia mus gali būti visatos, bet ir kitais aspektais. Gal tamsi materija ten ateina?

– Tamsi materija tikrai gali būti kitoje dimensijoje. Nepaisant to, egzotiškos idėjos turėtų būti nagrinėjamos tik tada, kai visos klasikinės teorijos buvo išbrauktos. Yra daugybė sąlygų, pagal kurias tamsi materija gali egzistuoti, nenaudojant lygiagrečių visatų – mes pradėsime nuo jų.

Tamsiosios materijos pasiskirstymo visatoje 3D modelis. Gauta remiantis Hablo teleskopo duomenimis. Iliustracija: NASA / ESA

"Bet vis dėlto ar įmanoma, kad arti kitų pasaulių yra arti?" Kitos gyvenimo formos, galbūt kiti žmonės ar būtybės? Ar mūsų namai ir miestai gali būti šalia tamsiosios medžiagos miestų?

– Taip, tai įmanoma. Tačiau šie kiti, deja, su mumis sąveikauja per silpnai, tik per gravitaciją, todėl jų negalime aptikti.Skirtingi pasauliai gali egzistuoti tuo pačiu metu ir nepastebėti vieni kitų. Taip, tamsusis gyvenimas yra gana tikras, bet aš nebūčiau įtikinęs, kad tai tikrai yra.

– Ar galima aptikti tamsią medžiagą sausumos sąlygomis?

"Tai priklauso nuo to, kas pasirodo." Kaip glaudžiai ji bendraus su mumis, bent jau naudojant instrumentus; ar galime jį rasti. Kas žino …

– Kai žmonės pažvelgė į žvaigždes arba išrado pirmuosius optinius įtaisus, jie nemanė, kad apie kosminius laivus ir GPS. Ar galite šiek tiek sapnuoti ir įsivaizduoti, koks bus gyvenimas, kai mes mokysime tamsią materiją ir pradėsime ją naudoti kasdienėje praktikoje?

– Tai per sunku. Iki šiol turime tik silpną viltį jį rasti – tai dar toli nuo kasdienio naudojimosi kasdieniame gyvenime!

Iliustracijos: George Muryshkin; nuotrauka: Wikipedia / commons, CERN, NASA / ESA / HUBBLE.


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: