"Темная материя" была вычислена теоретиками, наблюдавшими за движением небесных тел. Оказалось, что их орбиты невозможно объяснить, если учитывать тяготение только видимых тел - звезд и их скоплений. Явно не хватало массы. Вот эта недостающая невидимая масса и была названа "темной материей". Пока остается загадкой, что это такое, какова ее природа. Как же можно искать то, не зная, что?
- Несмотря на такую неопределенность, у науки есть подходы, чтобы попытаться поймать "темную материю", - поясняет член-корреспондент РАН Александр Бондарь. - Теоретики считают, что она состоит из неких частиц, которые очень слабо взаимодействуют как с обычной материей, так и с электромагнитным излучением. Наблюдать такое взаимодействие очень сложно, но все-таки можно, и мы понимаем как.
Главными кандидатами на роль частиц "темной материи" являются так называемые "вимпы" (от английского Weakly Interactive Massive Particles - слабо взаимодействующие массивные частицы). Следы взаимодействия вимпов с "нормальной" материей пытаются отыскать ученые всего мира. И уже трижды в детекторах регистрировали сигнал, который можно интерпретировать как обнаружение частицы "темной материи". Но пока эти результаты не подтверждены другими исследователями.
Прямо скажем, вимпы практически неуловимы, так как очень слабо взаимодействуют с веществом детектора. Такие события очень редки, их трудно обнаружить, отделить от случайного фона, а еще труднее воспроизвести в другой лаборатории. А пока последнее условие не выполнено, экспериментальный результат не считается достоверным.
Специалисты Института ядерной физики СО РАН считаются лидерами в области создания детекторов элементарных частиц. Достаточно сказать, что ими создан этот важнейший узел для Большого адронного коллайдера. И теперь накопленный опыт сибиряки пытаются использовать в охоте на вимпа. В дело идут различные ухищрения. Скажем, если в большинстве детекторов используются емкости с жидким ксеноном, то новосибирцы предлагают заменить его аргоном. Он значительно дешевле ксенона, а значит, можно сделать детектор большего объема - на тонны и даже десятки тонн вещества, повысив вероятность регистрации ожидаемого события.
Еще одно преимущество аргона в том, что с его помощью можно значительно подавить фон от распадов различных радиоактивных примесей, всегда содержащихся в детекторе. "Наш первый прототип детектора имел объем всего восемь литров, а второй - уже сто, - отмечает заведующий лабораторией по исследованию "темной материи", профессор Университета Феррары (Италия) Александр Долгов. Этот проект осуществляет лаборатория, созданная в Новосибирском госуниверситете, выигравшем мегагрант в 5 миллионов долларов по привлечению в вузы ведущих ученых со всего мира. Она разместилась на площадях Института ядерной физики СО РАН. Когда отработка методики завершится, можно будет ставить вопрос о строительстве полномасштабного прибора, его стоимость оценивается в 120 миллионов рублей.