సంక్లిష్టమైన విషయాల గురించి: డార్క్ మేటర్ అంటే ఏమిటి మరియు దాని కోసం ఎక్కడ వెతకాలి. డార్క్ మ్యాటర్ యొక్క రహస్యం: ఇటలీలోని డిటెక్టర్ నిజానికి అక్టోబర్ 31న డార్క్ మ్యాటర్ డేని గుర్తించింది

చీకటి పదార్థం కాంతిని విడుదల చేయదు లేదా గ్రహించదు, ఆచరణాత్మకంగా "సాధారణ" పదార్థంతో సంకర్షణ చెందదు, శాస్త్రవేత్తలు ఇంకా ఒక్క "చీకటి" కణాన్ని పట్టుకోలేకపోయారు. కానీ అది లేకుండా, మనకు తెలిసిన విశ్వం, మరియు మనం కూడా ఉనికిలో లేదు. అక్టోబర్ 31న జరుపుకునే డార్క్ మ్యాటర్ డే సందర్భంగా (చీకటి మరియు అంతుచిక్కని పదార్ధం గౌరవార్థం సెలవుదినాన్ని నిర్వహించడానికి ఇదే సరైన సమయం అని భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు నిర్ణయించారు), N+1లెబెదేవ్ ఫిజికల్ ఇన్స్టిట్యూట్ యొక్క ఆస్ట్రోస్పేస్ సెంటర్‌లోని సైద్ధాంతిక ఖగోళ భౌతిక శాస్త్ర విభాగం అధిపతి ఆండ్రీ డోరోష్‌కెవిచ్, డార్క్ మ్యాటర్ అంటే ఏమిటి మరియు అది ఎందుకు చాలా ముఖ్యమైనది అని అడిగారు.

N+1: డార్క్ మేటర్ నిజంగా ఉనికిలో ఉందని శాస్త్రవేత్తలు ఎంత నమ్మకంగా ఉన్నారు?

ఆండ్రీ డోరోష్కెవిచ్:ప్రధాన సాక్ష్యం కాస్మిక్ మైక్రోవేవ్ బ్యాక్‌గ్రౌండ్ రేడియేషన్ యొక్క హెచ్చుతగ్గుల పరిశీలనలు, అంటే గత 15 సంవత్సరాలుగా WMAP మరియు "" అంతరిక్ష నౌక ద్వారా పొందిన ఫలితాలు.

వారు కాస్మిక్ మైక్రోవేవ్ నేపథ్యం యొక్క ఉష్ణోగ్రత భంగం, అంటే కాస్మిక్ మైక్రోవేవ్ బ్యాక్‌గ్రౌండ్ రేడియేషన్‌ను అధిక ఖచ్చితత్వంతో కొలుస్తారు. అయనీకరణం చేయబడిన హైడ్రోజన్ తటస్థ పరమాణువులుగా మారినప్పుడు, పునఃకలయిక యుగం నుండి ఈ ఆటంకాలు భద్రపరచబడ్డాయి.

ఈ కొలతలు హెచ్చుతగ్గుల ఉనికిని చూపించాయి, చాలా చిన్నవి, కెల్విన్‌లో పది-వేల వంతు. కానీ వారు ఈ డేటాను సైద్ధాంతిక నమూనాలతో పోల్చడం ప్రారంభించినప్పుడు, కృష్ణ పదార్థం యొక్క ఉనికిని మినహాయించి మరే విధంగానూ వివరించలేని ముఖ్యమైన తేడాలను వారు కనుగొన్నారు. దీనికి ధన్యవాదాలు, వారు విశ్వంలో చీకటి మరియు సాధారణ పదార్థం యొక్క వాటాలను ఒక శాతం ఖచ్చితత్వంతో లెక్కించగలిగారు.

ప్లాంక్ టెలిస్కోప్ నుండి డేటా కనిపించడానికి ముందు మరియు తరువాత విశ్వంలో పదార్థం యొక్క పంపిణీ (ఎడమ నుండి కుడికి)

గమనించిన ప్రభావాలను వివరించడానికి ప్రయత్నించే MOND వంటి సవరించిన గురుత్వాకర్షణ సిద్ధాంతాలను సృష్టించి, కనిపించని మరియు కనిపించని కృష్ణ పదార్థాన్ని వదిలించుకోవడానికి శాస్త్రవేత్తలు అనేక ప్రయత్నాలు చేశారు. డార్క్ మ్యాటర్ మోడల్స్ ఎందుకు ప్రాధాన్యతనిస్తాయి?

పరిస్థితి చాలా సులభం: గురుత్వాకర్షణ యొక్క ఆధునిక ఐన్స్టీనియన్ సిద్ధాంతం భూసంబంధమైన ప్రమాణాలపై బాగా పనిచేస్తుంది, ఈ సిద్ధాంతానికి అనుగుణంగా ఉపగ్రహాలు ఎగురుతాయి. మరియు ఇది కాస్మోలాజికల్ స్కేల్స్‌పై చాలా బాగా పనిచేస్తుంది. మరియు గురుత్వాకర్షణను మార్చే అన్ని ఆధునిక నమూనాలు ప్రతిదీ వివరించలేవు. వారు గెలాక్సీ స్థాయిలో డార్క్ మేటర్ యొక్క ప్రభావాలను వివరించడంలో సహాయపడే న్యూటన్ యొక్క నియమంలో కొత్త స్థిరాంకాలను ప్రవేశపెడతారు, కానీ కాస్మోలాజికల్ స్కేల్ వద్ద గుర్తును కోల్పోతారు.

గురుత్వాకర్షణ తరంగాల ఆవిష్కరణ ఇక్కడ సహాయపడుతుందా? బహుశా ఇది కొన్ని సిద్ధాంతాలను విస్మరించడానికి సహాయపడుతుందా?

ఇప్పుడు ఏమి కొలిచారు గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు- ఇది భారీ సాంకేతికత, శాస్త్రీయ విజయం కాదు. బైనరీ పల్సర్ నుండి గురుత్వాకర్షణ రేడియేషన్ కనుగొనబడినప్పుడు (పరోక్షంగా) అవి 40 సంవత్సరాల క్రితం ఉనికిలో ఉన్నాయని తెలిసింది. గురుత్వాకర్షణ తరంగాల పరిశీలనలు కాల రంధ్రాల ఉనికిని మరోసారి ధృవీకరించాయి, అయితే మేము ఇంతకు ముందు సందేహించలేదు, కానీ ఇప్పుడు మనకు ఎక్కువ లేదా తక్కువ ప్రత్యక్ష ఆధారాలు ఉన్నాయి.

ప్రభావం యొక్క రూపం, శక్తిని బట్టి గురుత్వాకర్షణ తరంగాలలో మార్పులు, మనకు చాలా ఇవ్వగలవు ఉపయోగపడే సమాచారం, అయితే గురుత్వాకర్షణ సిద్ధాంతాలను మెరుగుపరచడానికి తగినంత డేటాను సేకరించే వరకు మనం మరో ఐదు నుండి పది సంవత్సరాలు వేచి ఉండాలి.

శాస్త్రవేత్తలు కృష్ణ పదార్థం గురించి ఎలా తెలుసుకున్నారు

1933లో ఖగోళ శాస్త్రవేత్త ఫ్రిట్జ్ జ్వికీ కోమా బెరెనిసెస్ కూటమిలో ఉన్న ఒక క్లస్టర్‌లో గెలాక్సీల వేగం పంపిణీని అధ్యయనం చేసినప్పుడు కృష్ణ పదార్థం చరిత్ర ప్రారంభమైంది. క్లస్టర్‌లోని గెలాక్సీలు చాలా వేగంగా కదులుతున్నాయని మరియు కనిపించే పదార్థాన్ని మాత్రమే పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, క్లస్టర్ స్థిరంగా ఉండదని అతను కనుగొన్నాడు - గెలాక్సీలు వేర్వేరు దిశల్లో చెల్లాచెదురుగా ఉంటాయి.

ఫిబ్రవరి 16, 1933న ప్రచురించబడిన ఒక పేపర్‌లో, అవి ఒక అదృశ్య గురుత్వాకర్షణ పదార్ధం - డంకిల్ మెటీరీ ద్వారా కలిసి ఉన్నాయని జ్వికీ సూచించాడు.

కొద్దిసేపటి తరువాత, ఇతర ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు గెలాక్సీల "కనిపించే" ద్రవ్యరాశి మరియు వాటి చలన పారామితుల మధ్య వ్యత్యాసాన్ని ధృవీకరించారు.

1958లో, సోవియట్ ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రవేత్త విక్టర్ అంబర్త్సుమ్యాన్ జ్వికీ పారడాక్స్‌కు తన పరిష్కారాన్ని ప్రతిపాదించాడు. అతని అభిప్రాయం ప్రకారం, గెలాక్సీ సమూహాలు గురుత్వాకర్షణ శక్తిని కలిగి ఉండే ఏ అదృశ్య పదార్థాన్ని కలిగి ఉండవు. విచ్ఛిన్న ప్రక్రియలో మేము కేవలం సమూహాలను గమనిస్తున్నాము. అయినప్పటికీ, చాలా మంది ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు ఈ వివరణను అంగీకరించలేదు, ఎందుకంటే ఈ సందర్భంలో క్లస్టర్ల జీవితకాలం ఒక బిలియన్ సంవత్సరాల కంటే ఎక్కువ ఉండదు, మరియు విశ్వం యొక్క జీవితకాలం పది రెట్లు ఎక్కువ అయినందున, ఈ రోజు నాటికి సమూహాలు మిగిలి ఉండవు.

డార్క్ మేటర్ యొక్క సాధారణంగా ఆమోదించబడిన అవగాహన ఏమిటంటే, ఇది WIMPలను కలిగి ఉంటుంది, సాధారణ పదార్థ కణాలతో తక్కువ పరస్పర చర్యను కలిగి ఉండే భారీ కణాలు. వారి ఆస్తుల గురించి మీరు ఏమి చెప్పగలరు?

అవి చాలా పెద్ద ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉన్నాయి - మరియు దాదాపు అంతే, మేము ఖచ్చితమైన ద్రవ్యరాశిని కూడా పేర్కొనలేము. వారు ఘర్షణలు లేకుండా చాలా దూరం ప్రయాణిస్తారు, కానీ వాటిలో సాంద్రత ఆటంకాలు సాపేక్షంగా చిన్న ప్రమాణాలలో కూడా చనిపోవు - మరియు ఈ రోజు మనకు నమూనాల కోసం ఇది మాత్రమే అవసరం.

CMB మాకు పెద్ద ప్రమాణాలలో, గెలాక్సీ క్లస్టర్ల స్థాయిలో కృష్ణ పదార్థం యొక్క లక్షణాలను అందిస్తుంది. కానీ చిన్న గెలాక్సీల స్థాయికి "అవరోహణ" చేయడానికి, మేము సైద్ధాంతిక నమూనాలను ఉపయోగించవలసి వస్తుంది.

చిన్న గెలాక్సీల ఉనికి సాపేక్షంగా చిన్న స్కేల్స్‌లో కూడా బిగ్ బ్యాంగ్ తర్వాత కొద్దికాలంలోనే అవకతవకలు జరిగాయని సూచిస్తున్నాయి. ఇటువంటి అసమానతలు మసకబారవచ్చు మరియు మృదువుగా ఉండవచ్చు, కానీ అవి చిన్న గెలాక్సీల స్థాయిలో మసకబారవని మనకు ఖచ్చితంగా తెలుసు. ఈ డార్క్ మేటర్ కణాలు ఈ అవాంతరాలు కొనసాగే లక్షణాలను కలిగి ఉండాలని ఇది సూచిస్తుంది.

డార్క్ మేటర్ వల్ల మాత్రమే నక్షత్రాలు ఉత్పన్నమవుతాయని చెప్పడం సరైనదేనా?

నిజంగా కాదు. కృష్ణ పదార్థం లేకుండా, గెలాక్సీలు ఏర్పడవు మరియు నక్షత్రాలు గెలాక్సీల వెలుపల ఏర్పడవు. కృష్ణ పదార్థం వలె కాకుండా, బేరియన్లు ఎల్లప్పుడూ వేడిగా ఉంటాయి మరియు కాస్మిక్ మైక్రోవేవ్ బ్యాక్‌గ్రౌండ్ రేడియేషన్‌తో సంకర్షణ చెందుతాయి. అందువల్ల, అవి స్వతంత్రంగా నక్షత్రాలుగా సమీకరించలేవు;

డార్క్ మేటర్ కణాలు కనిపించని సిమెంట్‌గా పనిచేస్తాయి, ఇవి బార్యాన్‌లను గెలాక్సీలలోకి లాగుతాయి, ఆపై వాటిలో నక్షత్రాల నిర్మాణం ప్రక్రియ ప్రారంభమవుతుంది. బేరియన్స్ కంటే ఆరు రెట్లు ఎక్కువ డార్క్ మేటర్ ఉంది, అది "దారి పట్టిస్తుంది", మరియు బారియన్లు దానిని మాత్రమే అనుసరిస్తాయి.

జినాన్ డార్క్ మ్యాటర్ పార్టికల్ డిటెక్టర్ XENON1T

Xenon100 సహకారం

మన చుట్టూ చాలా చీకటి పదార్థం ఉందా?

ఇది ప్రతిచోటా ఉంది, ఎంత ఉంది అనేదే ప్రశ్న. మన గెలాక్సీలో కృష్ణ పదార్థం యొక్క ద్రవ్యరాశి 10 శాతం కంటే కొంచెం తక్కువగా ఉందని నమ్ముతారు.

కానీ ఇప్పటికే గెలాక్సీ పరిసరాల్లో ఎక్కువ డార్క్ మేటర్ ఉంది, మన చుట్టూ మరియు ఇతరుల చుట్టూ ఉన్న సంకేతాలను మనం చూడవచ్చు. నక్షత్ర వ్యవస్థలు. వాస్తవానికి, మేము దీనిని బేరియన్‌లకు కృతజ్ఞతలుగా చూస్తాము, మేము వాటిని గమనిస్తాము మరియు కృష్ణ పదార్థం ఉండటం వల్ల మాత్రమే అవి అక్కడ “అంటుకొని” ఉన్నాయని మేము అర్థం చేసుకున్నాము.

శాస్త్రవేత్తలు కృష్ణ పదార్థం కోసం ఎలా శోధిస్తున్నారు

1980ల చివరి నుండి, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు వ్యక్తిగత డార్క్ మేటర్ కణాల ఘర్షణలను సంగ్రహించే ప్రయత్నంలో భూగర్భంలో లోతైన సౌకర్యాలలో ప్రయోగాలు చేస్తున్నారు. గత 15 సంవత్సరాలలో, ఈ ప్రయోగాల యొక్క సామూహిక సున్నితత్వం విపరీతంగా పెరిగింది, ప్రతి సంవత్సరం సగటున రెట్టింపు అవుతుంది. రెండు ప్రధాన సహకారాలు, XENON మరియు PandaX-II, ఇటీవల కొత్త, మరింత సున్నితమైన డిటెక్టర్‌లను ప్రారంభించాయి.

వాటిలో మొదటిది ప్రపంచంలోనే అతిపెద్ద డార్క్ మ్యాటర్ డిటెక్టర్, XENON1Tని నిర్మించింది. ఇది ద్రవ జినాన్‌తో తయారు చేయబడిన 2,000-కిలోగ్రాముల లక్ష్యాన్ని ఉపయోగిస్తుంది, ఇది 10 మీటర్ల ఎత్తులో ఉన్న నీటి ట్యాంక్‌లో ఉంచబడుతుంది. ఇవన్నీ గ్రాన్ సాస్సో నేషనల్ లాబొరేటరీ (ఇటలీ)లో 1.4 కిలోమీటర్ల లోతులో భూగర్భంలో ఉన్నాయి. PandaX-II సంస్థాపన చైనీస్ ప్రావిన్స్ సిచువాన్‌లో 2.4 కిలోమీటర్ల లోతులో ఖననం చేయబడింది మరియు 584 కిలోగ్రాముల ద్రవ జినాన్‌ను కలిగి ఉంది.

రెండు ప్రయోగాలు జినాన్‌ను ఉపయోగిస్తాయి ఎందుకంటే ఇది చాలా జడమైనది, ఇది శబ్ద స్థాయిలను తక్కువగా ఉంచడంలో సహాయపడుతుంది. అదనంగా, జినాన్ అణువుల కేంద్రకాలు సాపేక్షంగా భారీగా ఉంటాయి (ఒక కేంద్రకంలో సగటున 131 న్యూక్లియోన్‌లను కలిగి ఉంటుంది), ఇది కృష్ణ పదార్థ కణాల కోసం "పెద్ద" లక్ష్యాన్ని అందిస్తుంది. ఈ కణాలలో ఒకటి జినాన్ పరమాణువు యొక్క కేంద్రకంతో ఢీకొంటే, అది బలహీనమైన కానీ గ్రహించదగిన కాంతి (సింటిలేషన్) మరియు విద్యుత్ చార్జ్ ఏర్పడటాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. అటువంటి సంఘటనలను తక్కువ సంఖ్యలో గమనించడం వలన కృష్ణ పదార్థం యొక్క స్వభావం గురించి మనకు ముఖ్యమైన ఆధారాలు లభిస్తాయి.

ఇప్పటివరకు, ఇవి లేదా మరే ఇతర ప్రయోగాలు కృష్ణ పదార్థ కణాలను గుర్తించలేకపోయాయి, అయితే ఈ నిశ్శబ్దం సాధారణ పదార్థ కణాలతో కృష్ణ పదార్థ కణాల ఢీకొనే సంభావ్యతపై గరిష్ట పరిమితిని సెట్ చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు.

డార్క్ మేటర్ కణాలు సాధారణ పదార్థ కణాల వలె గుబ్బలను ఏర్పరుస్తాయా?

వారు చేయగలరు, కానీ మొత్తం ప్రశ్న ఏమిటంటే సాంద్రత ఏమిటి. ఖగోళ భౌతిక దృక్కోణం నుండి, గెలాక్సీలు దట్టమైన వస్తువులు, వాటి సాంద్రత క్యూబిక్ సెంటీమీటర్‌కు ఒక ప్రోటాన్ క్రమంలో ఉంటుంది మరియు నక్షత్రాలు దట్టమైన వస్తువులు, సాంద్రతతో ఒక క్యూబిక్ సెంటీమీటర్‌కు గ్రాము. కానీ వాటి మధ్య 24 ఆర్డర్‌ల మాగ్నిట్యూడ్ తేడా ఉంది. సాధారణంగా, డార్క్ మేటర్ మేఘాలు "గెలాక్సీ" సాంద్రతను కలిగి ఉంటాయి.

డార్క్ మేటర్ పార్టికల్స్ కోసం శోధించే అవకాశం చాలా మందికి ఉందా?

వారు న్యూట్రినోలతో చేసినట్లుగా, సాధారణ పదార్థం యొక్క పరమాణువులతో వ్యక్తిగత కృష్ణ పదార్థ కణాల పరస్పర చర్యలను సంగ్రహించడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు. కానీ వాటిని పట్టుకోవడం చాలా కష్టం, మరియు అది కూడా సాధ్యమే అనేది వాస్తవం కాదు.

CERN వద్ద ఉన్న CAST (CERN Axion Solar Telescope) టెలిస్కోప్ ఊహాజనిత కణాల కోసం వెతుకుతోంది - అక్షాంశాలు, ఇది కృష్ణ పదార్థాన్ని తయారు చేయగలదు.

బహుశా కృష్ణ పదార్థం సాధారణంగా "అద్దం" అని పిలవబడే కణాలను కలిగి ఉంటుంది, ఇది సూత్రప్రాయంగా, వాటి గురుత్వాకర్షణ ద్వారా మాత్రమే గమనించబడుతుంది. రెండవ "అద్దం" విశ్వం యొక్క పరికల్పన అర్ధ శతాబ్దం క్రితం ప్రతిపాదించబడింది; ఇది ఒక రకమైన వాస్తవికత.

మనకు విశ్వోద్భవ శాస్త్రం నుండి మాత్రమే నిజమైన పరిశీలనలు ఉన్నాయి.

సెర్గీ కుజ్నెత్సోవ్ ఇంటర్వ్యూ చేశారు

మాస్కో, అక్టోబర్ 31 - RIA నోవోస్టి, ఓల్గా కొలెంట్సోవా.శాస్త్రవేత్తల లెక్కల ప్రకారం, విశ్వంలో 95% మంది వ్యక్తులు ఇంకా అన్వేషించని పదార్థాన్ని కలిగి ఉన్నారు: 70% చీకటి శక్తి మరియు 25% కృష్ణ పదార్థం. మొదటిది సున్నా కాని శక్తితో ఒక నిర్దిష్ట క్షేత్రాన్ని సూచిస్తుందని భావించబడుతుంది, అయితే రెండవది గుర్తించదగిన మరియు అధ్యయనం చేయగల కణాలను కలిగి ఉంటుంది. కానీ ఈ పదార్థాన్ని దాచిన ద్రవ్యరాశి అని పిలవడం ఏమీ కాదు - దాని శోధన గణనీయమైన సమయం ఉంటుంది మరియు భౌతిక శాస్త్రవేత్తల మధ్య వేడి చర్చలతో కూడి ఉంటుంది. తన పరిశోధనలను ప్రజలకు చేరవేయడానికి, CERN డార్క్ మ్యాటర్ డేని కూడా ప్రారంభించింది, ఈ రోజు అక్టోబర్ 31న మొదటిసారిగా జరుపుకుంటారు.

ప్రయోగాత్మక వాస్తవాల ద్వారా ధృవీకరించబడిన డార్క్ మేటర్ ఉనికిని ప్రతిపాదకులు చాలా బలవంతపు వాదనలను అందజేస్తారు. దీని గుర్తింపు 20వ శతాబ్దం ముప్పైలలో ప్రారంభమైంది, స్విస్ ఖగోళ శాస్త్రవేత్త ఫ్రిట్జ్ జ్వికీ కోమా క్లస్టర్ యొక్క గెలాక్సీలు ఒక సాధారణ కేంద్రం చుట్టూ తిరిగే వేగాన్ని కొలిచినప్పుడు. మీకు తెలిసినట్లుగా, కదలిక వేగం ద్రవ్యరాశిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. గెలాక్సీల యొక్క నిజమైన ద్రవ్యరాశి టెలిస్కోప్‌లను ఉపయోగించి పరిశీలనల సమయంలో నిర్ణయించిన దానికంటే చాలా ఎక్కువగా ఉండాలని శాస్త్రవేత్త యొక్క లెక్కలు చూపించాయి. గెలాక్సీలలో చాలా పెద్ద భాగం మనకు కనిపించదని తేలింది. అందువల్ల, ఇది కాంతిని ప్రతిబింబించని లేదా గ్రహించని పదార్థాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

దాచిన ద్రవ్యరాశి ఉనికి యొక్క రెండవ నిర్ధారణ గెలాక్సీల గుండా వెళుతున్నప్పుడు కాంతిలో మార్పు. వాస్తవం ఏమిటంటే ద్రవ్యరాశి ఉన్న ఏదైనా వస్తువు కాంతి కిరణాల రెక్టిలినియర్ మార్గాన్ని వక్రీకరిస్తుంది. అందువలన, కృష్ణ పదార్థం కాంతి చిత్రానికి (సుదూర వస్తువు యొక్క చిత్రం) దాని మార్పులను చేస్తుంది మరియు ఇది కనిపించే పదార్థం ద్వారా మాత్రమే సృష్టించబడే చిత్రం నుండి భిన్నంగా మారుతుంది. డార్క్ మేటర్ ఉనికికి పది ఆధారాలు ఉన్నాయి, కానీ ఈ రెండే ప్రధానమైనవి.

కృష్ణ పదార్థం ఉనికికి సంబంధించిన సాక్ష్యం చాలా నమ్మదగినది అయినప్పటికీ, దానిని రూపొందించే కణాలను ఎవరూ ఇంకా కనుగొనలేదు లేదా అధ్యయనం చేయలేదు. ఈ గోప్యత రెండు కారణాల వల్ల ఉంటుందని భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు సూచిస్తున్నారు. మొదటిది, ఈ కణాలు చాలా ఎక్కువ ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటాయి (E=mc² సూత్రం ద్వారా శక్తికి సంబంధించినవి), కాబట్టి ఆధునిక యాక్సిలరేటర్ల సామర్థ్యాలు అటువంటి కణం యొక్క "పుట్టుక" కోసం సరిపోవు. రెండవ కారణం కృష్ణ పదార్థం కనిపించే అతి తక్కువ సంభావ్యత. మానవ శరీరం మరియు మనకు తెలిసిన కణాలతో ఇది చాలా బలహీనంగా సంకర్షణ చెందుతుంది కాబట్టి మనం దానిని ఖచ్చితంగా కనుగొనలేము. కృష్ణ పదార్థం ప్రతిచోటా ఉన్నప్పటికీ (గణనల ప్రకారం) మరియు దాని కణాలు అక్షరాలా ప్రతి సెకను మన గుండా దూసుకుపోతున్నప్పటికీ, మనకు అది అనుభూతి చెందదు.

విశ్వం యొక్క చీకటి పదార్థం "బరువు కోల్పోవడం" అని రష్యన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు చెప్పారువిశ్వంలో డార్క్ మేటర్ పరిమాణం దాదాపు 2-5% తగ్గింది, ఇది బిగ్ బ్యాంగ్ సమయంలో మరియు ఈనాటి కొన్ని ముఖ్యమైన కాస్మోలాజికల్ పారామితుల విలువలలోని వ్యత్యాసాలను వివరించవచ్చు.

కృష్ణ పదార్థ కణాలను గుర్తించడానికి, శాస్త్రవేత్తలు అనవసరమైన జోక్యాన్ని తగ్గించడానికి భూగర్భంలో ఉన్న డిటెక్టర్లను ఉపయోగిస్తారు. అప్పుడప్పుడు డార్క్ మేటర్ కణాలు ఇప్పటికీ పరమాణు కేంద్రకాలతో ఢీకొంటాయని, వాటి మొమెంటమ్‌లో కొంత భాగాన్ని వాటికి బదిలీ చేస్తాయని, ఎలక్ట్రాన్‌లను నాకౌట్ చేసి కాంతి వెలుగులకు కారణమవుతాయని భావించబడుతుంది. అటువంటి ఘర్షణల యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ కోర్తో కృష్ణ పదార్థ కణాల పరస్పర చర్య యొక్క సంభావ్యత, వాటి ఏకాగ్రత మరియు సాపేక్ష వేగం (సూర్యుని చుట్టూ భూమి యొక్క కదలికను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం) ఆధారపడి ఉంటుంది. కానీ ప్రయోగాత్మక సమూహాలు, వారు కొంత ప్రభావాన్ని గుర్తించినప్పటికీ, కృష్ణ పదార్థం ఈ డిటెక్టర్ ప్రతిస్పందనకు కారణమైందని నిరాకరిస్తుంది. మరియు గ్రాన్ సాస్సో యొక్క భూగర్భ ప్రయోగశాలలో పనిచేస్తున్న ఇటాలియన్ ప్రయోగాత్మక సమూహం DAMA మాత్రమే, నివేదికలు సంకేతాల గణన రేటులో వార్షిక వైవిధ్యాలను గమనించాయి, ఇది గెలాక్సీ దాచిన ద్రవ్యరాశి ద్వారా భూమి యొక్క కదలికతో ముడిపడి ఉంటుంది.

ఈ ప్రయోగంలో, డిటెక్టర్ లోపల కాంతి మెరుపుల సంఖ్య మరియు శక్తి అనేక సంవత్సరాలలో కొలుస్తారు. అటువంటి సంఘటనల గణన రేటులో బలహీనమైన (సుమారు 2%) వార్షిక హెచ్చుతగ్గులు ఉన్నాయని పరిశోధకులు నిరూపించారు.

ఇటాలియన్ సమూహం ప్రయోగాల విశ్వసనీయతను నమ్మకంగా సమర్థించినప్పటికీ, ఈ విషయంపై శాస్త్రవేత్తల అభిప్రాయాలు అస్పష్టంగా ఉన్నాయి. బేసిక్స్ బలహీనతఇటాలియన్ సమూహం పొందిన ఫలితాలు వారి ప్రత్యేకత. ఉదాహరణకు, గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు కనుగొనబడినప్పుడు, అవి ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న ప్రయోగశాలల ద్వారా కనుగొనబడ్డాయి, తద్వారా ఇతర సమూహాల ద్వారా పొందిన డేటాను నిర్ధారిస్తుంది. DAMA విషయానికొస్తే, పరిస్థితి భిన్నంగా ఉంది - ప్రపంచంలో మరెవరూ అదే ఫలితాలను కలిగి ఉన్నారని గొప్పగా చెప్పుకోలేరు! వాస్తవానికి, ఈ సమూహం మరింత శక్తివంతమైన డిటెక్టర్లు లేదా దాని స్వంత పద్ధతులను కలిగి ఉండే అవకాశం ఉంది, అయితే ప్రయోగం యొక్క ఈ ప్రత్యేకత దాని విశ్వసనీయత గురించి కొంతమంది పరిశోధకులలో సందేహాలను పెంచుతుంది.

"గ్రాన్ సాస్సో లేబొరేటరీలో సేకరించిన డేటా దేనికి సంబంధించినదో ఖచ్చితంగా చెప్పడం ఇంకా సాధ్యం కాదు. ఏ సందర్భంలోనైనా, ఇటలీకి చెందిన ఒక బృందం అందించింది సానుకూల ఫలితం, మరియు ఇప్పటికే సంచలనంగా ఉన్న దానిని తిరస్కరించడం కాదు. ఇప్పుడు కనుగొన్న సంకేతాలను వివరించాల్సిన అవసరం ఉంది. మరియు దాచిన ద్రవ్యరాశి యొక్క నమూనాను రూపొందించడానికి అంకితమైన వాటితో సహా వివిధ సిద్ధాంతాల అభివృద్ధికి ఇది అద్భుతమైన ప్రోత్సాహకం. అయితే, పొందిన డేటా డార్క్ మేటర్‌తో ఎందుకు సంబంధం కలిగి ఉండదని శాస్త్రవేత్త వివరించడానికి ప్రయత్నించినప్పటికీ, ప్రకృతిని అర్థం చేసుకోవడంలో ఇది ఇప్పటికీ కొత్త దశ. ఏదైనా సందర్భంలో, ఫలితం ఉంది మరియు మేము పనిని కొనసాగించాలి. కానీ కృష్ణ పదార్థం కనుగొనబడిందని నేను వ్యక్తిగతంగా పూర్తిగా అంగీకరించలేను" అని నేషనల్ రీసెర్చ్ న్యూక్లియర్ యూనివర్శిటీ MEPhI యొక్క ఎలిమెంటరీ పార్టికల్ ఫిజిక్స్ విభాగంలో ప్రముఖ పరిశోధకుడు కాన్స్టాంటిన్ బెలోట్స్కీ వ్యాఖ్యానించారు.

ఫిజిక్స్‌లో స్టాండర్డ్ మోడల్ అని పిలువబడే ఒక సైద్ధాంతిక నిర్మాణం సైన్స్‌కు తెలిసిన అన్ని ప్రాథమిక కణాల పరస్పర చర్యలను వివరిస్తుంది. కానీ ఇది విశ్వంలో ఉన్న పదార్థంలో 5% మాత్రమే, మిగిలిన 95% పూర్తిగా తెలియని స్వభావం. ఈ ఊహాత్మక డార్క్ మ్యాటర్ అంటే ఏమిటి మరియు శాస్త్రవేత్తలు దానిని ఎలా గుర్తించేందుకు ప్రయత్నిస్తున్నారు? MIPT విద్యార్థి మరియు ఫిజిక్స్ మరియు ఆస్ట్రోఫిజిక్స్ డిపార్ట్‌మెంట్ ఉద్యోగి అయిన హేక్ హకోబ్యాన్ ఒక ప్రత్యేక ప్రాజెక్ట్‌లో భాగంగా దీని గురించి మాట్లాడుతున్నారు.

ఎలిమెంటరీ పార్టికల్స్ యొక్క స్టాండర్డ్ మోడల్, చివరకు హిగ్స్ బోసాన్ కనుగొనబడిన తర్వాత ధృవీకరించబడింది, మనకు తెలిసిన సాధారణ కణాల యొక్క ప్రాథమిక పరస్పర చర్యలను (ఎలక్ట్రోవీక్ మరియు బలమైన) వివరిస్తుంది: లెప్టాన్‌లు, క్వార్క్‌లు మరియు ఫోర్స్ క్యారియర్లు (బోసాన్‌లు మరియు గ్లూవాన్‌లు). ఏదేమైనా, ఈ మొత్తం భారీ సంక్లిష్ట సిద్ధాంతం మొత్తం పదార్థంలో 5-6% మాత్రమే వివరిస్తుందని తేలింది, మిగిలినవి ఈ నమూనాకు సరిపోవు. మన విశ్వం యొక్క ప్రారంభ క్షణాల పరిశీలనలు మన చుట్టూ ఉన్న దాదాపు 95% పదార్థం పూర్తిగా తెలియని స్వభావం కలిగి ఉన్నాయని చూపిస్తుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, దాని గురుత్వాకర్షణ ప్రభావం కారణంగా ఈ దాచిన పదార్థం ఉనికిని పరోక్షంగా చూస్తాము, కానీ మనం ఇంకా నేరుగా పట్టుకోలేకపోయాము. ఈ దాచిన ద్రవ్యరాశి దృగ్విషయానికి "డార్క్ మ్యాటర్" అనే సంకేతనామం ఉంది.

ఆధునిక శాస్త్రం, ముఖ్యంగా విశ్వోద్భవ శాస్త్రం, షెర్లాక్ హోమ్స్ యొక్క తగ్గింపు పద్ధతి ప్రకారం పనిచేస్తుంది

ఇప్పుడు WISP సమూహం నుండి ప్రధాన అభ్యర్థి అక్షం, ఇది బలమైన పరస్పర చర్య యొక్క సిద్ధాంతంలో పుడుతుంది మరియు చాలా చిన్న ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటుంది. అటువంటి కణం అధిక అయస్కాంత క్షేత్రాలలో ఫోటాన్-ఫోటాన్ జతగా మారగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది దానిని గుర్తించడానికి ఎలా ప్రయత్నించవచ్చనే దానిపై సూచనలను ఇస్తుంది. ADMX ప్రయోగం 80,000 గాస్ అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టించే పెద్ద గదులను ఉపయోగిస్తుంది (అది 100,000 రెట్లు ఎక్కువ అయిస్కాంత క్షేత్రంభూమి). సిద్ధాంతంలో, అటువంటి ఫీల్డ్ ఫోటాన్-ఫోటాన్ జతగా అక్షాంశం క్షీణించడాన్ని ప్రేరేపిస్తుంది, దానిని డిటెక్టర్లు పట్టుకోవాలి. అనేక ప్రయత్నాలు చేసినప్పటికీ, WIMPలు, అక్షాంశాలు లేదా స్టెరైల్ న్యూట్రినోలను గుర్తించడం ఇంకా సాధ్యం కాలేదు.

కాబట్టి మేము ప్రయాణించాము గొప్ప మొత్తందాచిన ద్రవ్యరాశి యొక్క వింత ఉనికిని వివరించడానికి ప్రయత్నిస్తున్న వివిధ పరికల్పనలు, మరియు పరిశీలనల సహాయంతో అసాధ్యమైనవాటిని తిరస్కరించిన తరువాత, మేము ఇప్పటికే పని చేయగల అనేక పరికల్పనలకు వచ్చాము.

విజ్ఞాన శాస్త్రంలో ప్రతికూల ఫలితం కూడా ఒక ఫలితం, ఎందుకంటే ఇది కణాల యొక్క వివిధ పారామితులపై పరిమితులను ఇస్తుంది, ఉదాహరణకు, ఇది సాధ్యమయ్యే ద్రవ్యరాశి పరిధిని తొలగిస్తుంది. సంవత్సరానికి, యాక్సిలరేటర్లలో మరిన్ని కొత్త పరిశీలనలు మరియు ప్రయోగాలు కృష్ణ పదార్థ కణాల ద్రవ్యరాశి మరియు ఇతర పారామితులపై కొత్త, మరింత కఠినమైన పరిమితులను అందిస్తాయి. ఈ విధంగా, అసాధ్యమైన అన్ని ఎంపికలను విసిరివేసి, శోధనల వృత్తాన్ని తగ్గించడం ద్వారా, మన విశ్వంలో 95% పదార్థం ఏమి కలిగి ఉందో అర్థం చేసుకోవడానికి మనం రోజురోజుకు దగ్గరవుతున్నాము.

శాస్త్రవేత్తల లెక్కల ప్రకారం, విశ్వంలో 95% మంది వ్యక్తులు ఇంకా అన్వేషించని పదార్థాన్ని కలిగి ఉన్నారు: 70% చీకటి శక్తి మరియు 25% కృష్ణ పదార్థం. మొదటిది సున్నా కాని శక్తితో ఒక నిర్దిష్ట క్షేత్రాన్ని సూచిస్తుందని భావించబడుతుంది, అయితే రెండవది గుర్తించదగిన మరియు అధ్యయనం చేయగల కణాలను కలిగి ఉంటుంది.

కానీ ఈ పదార్థాన్ని దాచిన ద్రవ్యరాశి అని పిలవడం ఏమీ కాదు - దాని శోధన గణనీయమైన సమయం ఉంటుంది మరియు భౌతిక శాస్త్రవేత్తల మధ్య వేడి చర్చలతో కూడి ఉంటుంది. తన పరిశోధనలను ప్రజలకు చేరవేయడానికి, CERN డార్క్ మ్యాటర్ డేని కూడా ప్రారంభించింది, ఈ రోజు అక్టోబర్ 31న మొదటిసారిగా జరుపుకుంటారు.

గెలాక్సీ క్లస్టర్ యొక్క ఫోటో. పంక్తులు కృష్ణ పదార్థం యొక్క "ఔట్‌లైన్"ని చూపుతాయి

కృష్ణ పదార్థం ఉనికికి సంబంధించిన సాక్ష్యం చాలా నమ్మదగినది అయినప్పటికీ, దానిని రూపొందించే కణాలను ఎవరూ ఇంకా కనుగొనలేదు లేదా అధ్యయనం చేయలేదు. ఈ గోప్యత రెండు కారణాల వల్ల ఉంటుందని భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు సూచిస్తున్నారు. మొదటిది ఏమిటంటే, ఈ కణాలు చాలా ఎక్కువ ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటాయి (E=mc² సూత్రం ద్వారా శక్తికి సంబంధించినవి), కాబట్టి ఆధునిక యాక్సిలరేటర్ల సామర్థ్యాలు అటువంటి కణాన్ని "పుట్టుక" చేయడానికి సరిపోవు. రెండవ కారణం కృష్ణ పదార్థం కనిపించే అతి తక్కువ సంభావ్యత. మానవ శరీరం మరియు మనకు తెలిసిన కణాలతో ఇది చాలా బలహీనంగా సంకర్షణ చెందుతుంది కాబట్టి మనం దానిని ఖచ్చితంగా కనుగొనలేము. కృష్ణ పదార్థం ప్రతిచోటా ఉన్నప్పటికీ (గణనల ప్రకారం) మరియు దాని కణాలు అక్షరాలా ప్రతి సెకను మన గుండా దూసుకుపోతున్నప్పటికీ, మనకు అది అనుభూతి చెందదు.

డార్క్ మేటర్‌ని గుర్తించే డిటెక్టర్

ఇటాలియన్ సమూహం ప్రయోగాల విశ్వసనీయతను నమ్మకంగా సమర్థించినప్పటికీ, ఈ విషయంపై శాస్త్రవేత్తల అభిప్రాయాలు అస్పష్టంగా ఉన్నాయి. ఇటాలియన్ సమూహం పొందిన ఫలితాల యొక్క ప్రధాన బలహీనత వారి ప్రత్యేకత. ఉదాహరణకు, గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు కనుగొనబడినప్పుడు, అవి ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న ప్రయోగశాలల ద్వారా కనుగొనబడ్డాయి, తద్వారా ఇతర సమూహాల ద్వారా పొందిన డేటాను నిర్ధారిస్తుంది. DAMA విషయానికొస్తే, పరిస్థితి భిన్నంగా ఉంది - ప్రపంచంలో మరెవరూ అదే ఫలితాలను కలిగి ఉన్నారని గొప్పగా చెప్పుకోలేరు! వాస్తవానికి, ఈ సమూహం మరింత శక్తివంతమైన డిటెక్టర్లు లేదా దాని స్వంత పద్ధతులను కలిగి ఉండే అవకాశం ఉంది, అయితే ప్రయోగం యొక్క ఈ ప్రత్యేకత దాని విశ్వసనీయత గురించి కొంతమంది పరిశోధకులలో సందేహాలను పెంచుతుంది.

"గ్రాన్ సాస్సో ప్రయోగశాలలో సేకరించిన డేటాకు సంబంధించి, ఇటలీ నుండి వచ్చిన ఒక సమూహం సానుకూల ఫలితాన్ని అందించింది, ఇది ఇప్పటికే ఒక సంచలనం ఒక వివరణ కోసం వెతకాలి మరియు దాచిన ద్రవ్యరాశి యొక్క నమూనాను రూపొందించడానికి అంకితమైన వాటితో సహా అనేక రకాల సిద్ధాంతాల అభివృద్ధికి ఇది ఒక గొప్ప ప్రోత్సాహకం డార్క్ మ్యాటర్‌కి సంబంధించింది, ఇది ఇప్పటికీ ప్రకృతిని అర్థం చేసుకోవడంలో ఒక కొత్త దశగా మారవచ్చు, అయితే ఈ పనిని మనం కొనసాగించాల్సిన అవసరం ఉంది. నేషనల్ రీసెర్చ్ న్యూక్లియర్ యూనివర్సిటీ MEPhI యొక్క ఎలిమెంటరీ పార్టికల్ ఫిజిక్స్ విభాగంలో ప్రముఖ పరిశోధకుడు కాన్స్టాంటిన్ బెలోట్స్కీ వ్యాఖ్యానించారు.