Учёные предлагают использовать атмосферу Земли как детектор темной материи

Учёные предложили искать следы темной материи в атмосфере с помощью радаров. Препринт статьи об этом опубликован в репозитории arXiv.

В XX веке при анализе вращения рукавов спиральных галактик были обнаружены серьезные аномалии. Звезды в них вращаются вокруг центра не так, как должны, как будто на них воздействует большая скрытая масса. В связи с этим астрономы ввели понятие темной материи — переменной, которая при добавлении в уравнения движения делает модель похожей на реальную жизнь. Считается, что эта темная материя не взаимодействует с электромагнитным излучением, в том числе светом, и потому увидеть ее нельзя, можно лишь вычислить по гравитационному влиянию.

Специалисты Университета штата Огайо предположили, что сравнительно крупные (и редкие) частицы этой материи можно обнаружить по атмосферным следам. Эти следы можно зафиксировать радаром, созданным для поиска следов метеоров. Предложенный метод обнаружения частиц темной материи основан на допущении, что атмосфера Земли является гигантским аналогом камеры Вильсона — простейшего детектора треков заряженных частиц, внутри которого ионы, вызывающие конденсацию пара, оставляют за собой следы из капелек воды.

Такая идея была высказала по итогам моделирования, которое показало, что частицы макроскопической темной материи с большой массой и высоким эффективным сечением (то есть, высокой вероятностью взаимодействия с другой частицей) при входе в атмосферу Земли также продуцируют облако ионов за счет взаимодействия с атмосферными частицами.