Существуют ли темные бозоны: о чем спорят физики
Темные бозоны — кандидаты на роль той самой темной материи. В отличие от более знакомых нам бозонов, таких как фотоны, связывающие молекулы, и глюоны, удерживающие атомные ядра вместе, обмен темными бозонами почти не повлияет на их непосредственное окружение.
С другой стороны, если бы они существовали, их коллективная энергия могла быть ответственна за формирование темной материи — недостающей массы, которая обеспечивает дополнительную гравитацию, необходимую для удержания звезд нашей Вселенной в определенных формациях.
В теории, присутствие таких бозонов можно было бы обнаружить так же, как шум во время шторма. Однако заметить этот «шум» физики могут лишь при правильных условиях эксперимента.
Два исследования — одно, проведенное исследователями из Массачусетского технологического института (MIT), другое — Орхусского университета в Дании, — искали тонкие различия в расположении электрона в изотопе при его скачках между уровнями энергии. Если электрон колеблется, это может быть верным признаком «толчка» от темного бозона. Теоретически этот бозон возник бы в результате взаимодействия вращающегося по орбите электрона и кварков, составляющих нейтроны в ядре атома.
Команда под руководством Массачусетского технологического института использовала в своем эксперименте несколько изотопов иттербия, в то время как группа под руководством Орхусского университета остановила свой выбор на кальции. Оба эксперимента выстроили свои данные в виде графика, специфичного для измерения движений электронов в изотопах. В то время как эксперимент с кальцием выглядел так, как и предполагалось, график для иттербия был неправильным, со статистически значимым отклонением в линейности.
Так что же, темные бозоны действительно существуют? К сожалению, праздновать открытие пока рано. Во-первых, отклонение могло быть вызвано не бозоном, а различием в способах выполнения вычислений, типе поправки, называемом квадратичным сдвигом поля. Также тот факт, что один эксперимент продемонстрировал успех, в то время как второй не дал результатов, вызывает у ученых вопросы – они хотят понять причину.
Нам остается уповать на то, что в будущем более чуткие приборы и новые, революционные методики поиска малых частиц помогут пролить свет на эту странную аномалию.