Детектор LUX-ZEPLIN использует световые датчики (один из них показан на рисунке) для поиска частиц темной материи, сталкивающихся с атомными ядрами. Ученые анализируют одно событие, зафиксированное детектором, которое может быть прямым свидетельством наличия темной материи.
Если недавний намек на темную материю реален, это изменит физику. Ученые уже пытаются разгадать суть сюжета этой новой истории. И это возродило интерес к некоторым теориям, включая давно полюбившуюся, но все более отходящую на второй план концепцию суперсимметрии.
Темная материя незаметно присутствует повсюду, это неопознанный тип частиц, пронизывающий Вселенную, но очевидный только по ее гравитационному воздействию на галактики и другие космические объекты.
За несколько недель, прошедших с момента обнаружения, на сайте были опубликованы десятки статей.
Большой интерес был сосредоточен на теоретизируемом типе частиц, называемом хиггсино (higgsino). Если идея верна, это было бы грандиозно. “Если мы обнаружим это, это будет первым открытием суперсимметрии”, — говорит физик-теоретик Харикришнан Рамани из Университета штата Делавэр в Ньюарке.
Суперсимметрия предполагает, что у каждой известной частицы существует более тяжелый аналог, называемый суперпартнером. Эта идея может решить сразу несколько физических головоломок, поэтому она привлекла преданных поклонников среди физиков.
Одним из таких гипотетических суперпартнеров, таких как Хиггсино, может быть темная материя. Хиггсино является суперпартнером бозона Хиггса — частицы, открытой в 2012 году и объясняющей происхождение массы. “Если бы вы спросили людей в 2000 году: ”Какой ваш любимый кандидат на роль темной материи?», вероятно, многие люди уже тогда назвали бы Хиггсино.
Учитывая все эти факторы, идея Хиггсино выглядит несколько натянутой. Но все же есть небольшой простор для маневра. Одна из возможностей заключается в том, что масса Хиггсино отличается от того, что ожидают физики-теоретики, и примерно в 1000 раз превышает массу протона.
Такая большая масса выбрана для того, чтобы позволить хиггсино объяснить количество темной материи, наблюдаемое во Вселенной сегодня. Таким образом, изменение этого параметра усложняет картину, но может привести ее в соответствие с тем, что видел LZ.
Дополнительные возможности для маневра связаны с возможными скоростями частиц темной материи в Млечном Пути. Частицы могут достигать более высоких скоростей, чем обычно предполагается, и это может упростить объяснение полученных данных.
Для того чтобы более быстрое хиггсино появилось в солнечной зоне, потребовалось бы большее различие в массах двух частиц. Получающаяся в результате большая разница в энергиях означает, что у хиггсино меньше возможностей генерировать нейтрино на Солнце, что объясняет, почему в экспериментах с нейтрино эти частицы не были обнаружены.
Другие эксперименты с темной материей, такие как XENONnT в Национальной лаборатории Гран-Сассо в Италии, также изучают существующие данные, чтобы проверить наличие событий с высокой энергией. Результат LZ “явно требует перепроверки”, — говорит представитель XENONnT Елена Априле, физик из Колумбийского университета.
Даже если результат не станет решающим для Хиггсино — и даже если это может быть вовсе не темная материя, — ученые с удовольствием изучают эти возможности. “Я думаю, неправильно устраивать истерики из-за того, что Хиггсино не такой, каким мы хотели бы его видеть”, — говорит Рамани. “Природа может не дать нам всего, чего мы хотим, сразу”.
Автор: Эмили Коновер, https://www.sciencenews.org/
