Отыскать тёмную материю в недрах Солнца пока не удаётся

Обработав данные с подводного нейтринного телескопа ANTARES, физики не обнаружили убедительных свидетельств того, что в объёме нашей звезды происходит аннигиляция скапливающихся там массивных частиц тёмной материи.

Нейтринный телескоп ANTARES не сумел отыскать следы аннигиляции частиц тёмной материи (ТМ), находящихся в недрах Солнца.

Согласно теории, массивные слабовзаимодействующие частицы ТМ (вимпы) скапливаются в центрах галактик, а также в объёме звёзд и планет. Если предположить, что вимпы относятся к майорановским фермионам и тождественны своим античастицам, то их самоаннигиляция обеспечила бы непрерывное образование высокоэнергетичных нейтрино. Обнаружение таких нейтрино, приходящих от Солнца, стало бы весомым доводом в пользу существования ТМ, поскольку связать их появление с какими-либо другими известными астрофизическими процессами просто невозможно.

ANTARES, самый крупный нейтринный телескоп в Северном полушарии, ориентирован именно на регистрацию высокоэнергетичных (более 100 ГэВ) частиц. Его детектирующий массив расположен в Средиземном море на глубине в 2 475 м и составлен из 12 удерживаемых в вертикальном положении «нитей» с нанизанными на них 885 оптическими модулями, содержащими фотоэлектронные умножители. Схема обнаружения нейтрино космического происхождения относительно проста: небольшая их часть, взаимодействуя с веществом в воде или горных породах, преобразуется в мюоны, а те инициируют черенковское излучение, которое отмечают фотоумножители. По собранным данным учёные реконструируют примерные траектории мюонов, причём полезными считаются только те частицы, что идут «снизу вверх» (то есть рождены нейтрино, пришедшими из Южного полушария и пролетевшими сквозь Землю), а атмосферные мюоны, которые двигались в противоположном направлении, отбрасываются.

Оптический модуль ANTARES (фото CEA / Irfu).
Оптический модуль ANTARES (фото CEA / Irfu).

Одна из 12 «нитей» с фотоумножителями (фото L. Fabre / CEA).
Одна из 12 «нитей» с фотоумножителями (фото L. Fabre / CEA).

В новой работе коллаборации ANTARES, которая была представлена на конференции в Эрлангене, обсуждаются результаты наблюдений, проведённых в 2007 и 2008 году. Экспериментальную информацию физики сравнивали с теоретическими оценками величины фона и потока высокоэнергетичных солнечных нейтрино, которые давали бы два возможных типа вимпов — нейтралино и легчайшие частицы Калуцы — Клейна. Первые, напомним, предсказываются в суперсимметричном расширении Стандартной модели, а вторые — в теориях с дополнительными размерностями.

Завершив сравнение расчётных данных с опытными, сотрудники ANTARES не обнаружили убедительных свидетельств того, что в объёме нашей звезды происходит аннигиляция вимпов. Этот результат, разумеется, нельзя назвать окончательным: при расширении обработанного массива информации всё может измениться.

Подготовлено по материалам arXiv-препринта.

27 Апреля 2012, 17:16    Den    3102    0

Нет комментариев.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь пожалуйста.