ИА «Ореанда-Новости» Пресс-служба немецкого Физико-технического федерального института (PTB) сообщила, что немецким физикам удалось, используя атомные часы, значительно сузить поле поисков частиц сверхлёгкой тёмной материи, ограничив возможность их существования в большом диапазоне масс. Результаты своих исследований они опубликовали в журнале Physical Review Letters.

Учёные исходили из посыла, что сверхлёгкие частицы тёмной материи в случае своего существования должны порождать заметные колебания в тонкой структуре электромагнитных взаимодействий, определяемых физической константой. Для этого были использованы атомные часы, показавшие отсутствие изменений колебаний фундаментальной постоянной электромагнитных структур, что серьёзно уменьшило область дальнейших поисков лёгкой тёмной материи.

Группа специалистов под руководством научного сотрудника PTB Нильса Хунтеманна изучала возможные проявления взаимодействий частиц лёгкой тёмной материи с фотонами – частицами света, а также с окружающим их пространством. Гипотетические частицы тёмной материи аксионы, по мысли физиков, должны контактировать с фотонами, меняя значение постоянной тонкой электромагнитной структуры, а это свою очередь, должно повлиять на внешние оболочки атомов, являющихся своеобразными «маятниками» в атомных часах.

Руководствуясь этими соображениями, физики в течение 235 дней наблюдали за работой двух типов атомных часов, созданных на основе ионов иттербия и стронция. В итоге так и не удалось выявить характерных синусоидальных колебаний, которые, по мнению учёных, должны были бы проявиться в случае соприкосновения атомов с частицами сверхлёгкой материи. Это говорит о том, что аксионы, чей размер на 20-30 порядков меньше, чем у электрона, не имеют большого набора различных вариаций, а это упрощает поиски частиц тёмной материи в будущем.

Невзирая на то, что тёмная материя пока не обнаружена, физики всего мира продолжают упорно её искать, основываясь на популярной сегодня теории о тёмной материи и применяя в исследованиях свои методы и расчёты. Изначальное мнение большинства специалистов о том, что тёмная материя состоит из так называемых вимпов – больших холодных частиц, никак не проявляющих себя в пространстве, в последние годы не подтвердилось. До этого считалось, что именно вимпы притягивают и объединяют большие скопления видимой материи.

Данная ситуация заставила многих физиков встать на другую точку зрения, согласно которой тёмная материя состоит из сверхлёгких частиц, напоминающих нейтрино. Поиски этой формы тёмной материи тоже пока успехов не принесли. Однако, три года назад детектор XENON 1T обнаружил потенциальные признаки существования частиц тёмной материи этого класса, впрочем позднее эта информация была подвергнута сомнению после проведения повторного анализа данных с помощью более совершенного детектора XENONnT.

Владимир Мозалевский, ИА «Ореанда-Новости»