Предсказан новый эффект, важный для интерпретации экспериментов по поиску частиц темной материи

Гравитационное притяжение Солнца изменяет концентрацию частиц темной материи позади Солнца

Рис. 1. Гравитационное притяжение Солнца изменяет концентрацию частиц темной материи позади Солнца. Такая своеобразная гравитационная фокусировка частиц темной материи может повлиять на сезонную модуляцию сигнала, регистрируемого достаточно чувствительным детектором темной материи. Изображение из обсуждаемой статьи

В статье, вышедшей в журнале Physical Review Letters, предсказывается, что простой механический эффект — гравитационная фокусировка Солнцем частиц темной материи — может повлиять на интерпретацию некоторых экспериментов по их поиску. Не исключено, что эксперименты с положительными результатами, к которым многие физики относятся скептически, получат новый аргумент в свою поддержку.

Поиск частиц темной материи — один из острых вопросов современной физики. С одной стороны, многочисленные астрофизические наблюдения указывают на то, что темная материя существует. С другой стороны, несмотря на десятки поставленных экспериментов по ее поиску, никакого достоверного сигнала, который служил бы неопровержимым доказательством регистрации таких частиц, до сих пор нет. Краткий обзор текущей ситуации можно найти в наших недавних новостях Эксперимент LUX пока не обнаружил частицы темной материи и Физика элементарных частиц в 2013 году.

Ситуация тут дополнительно усложняется тем, что некоторые эксперименты всё же показывают наличие чего-то похожего на темную материю; особенно выделяется тут эксперимент DAMA, в котором после десятилетия работы эффект наблюдается уже на уровне статистической значимости 9σ. Но эти и другие положительные результаты вступают в противоречие с последними данными нового поколения детекторов и потому слишком большого воодушевления у физиков, увы, не вызывают. В наличии сигнала сомнений нет, вопрос — в его интерпретации. Самой коллаборации положительный сигнал кажется свидетельством в пользу частиц темной материи, а другим ученым — указанием на неучтенные источники погрешностей.

Для прояснения картины — не только с DAMA, но и вообще с нынешними и возможными будущими положительными сигналами, — астрофизикам желательно досконально разобраться с тем, какие эффекты и насколько гарантированно предсказываются именно для сигнала от темной материи. Один из классических эффектов — это сезонная модуляция количества зарегистрированных событий. Подземный детектор частиц темной материи — это пассивный наблюдательный инструмент. Условно говоря, он постоянно обдувается «космическим ветром» темной материи, а физики просто подсчитывают, сколько раз сработал детектор за определенный период времени. Темп срабатывания зависит много от чего: от предполагаемых свойств самих частиц, от их распределения и скоростей в галактике, от характеристик детектора. Эти величины сильно опираются на теоретические модели, поэтому никакого однозначного предсказания тут не может быть. Однако одна вещь про них хорошо известна: они не зависят от времени года.

Зато есть другая величина, которая зависит, — это скорость, с которой частицы темной материи налетают на Землю. Солнце движется в галактике сквозь облако темной материи, а Земля движется вокруг Солнца (рис. 2). Их скорости складываются как вектора, и поэтому результирующая скорость, с которой сама Земля летит сквозь облако темной материи, зависит от времени года. В рамках стандартной модели гало для частиц темной материи считается, что темная материя как целое в галактике не вращается, а значит, Солнце движется относительно этого облака со скоростью около 220 км/с. Земля же движется в плоскости эклиптики вокруг Солнца со скоростью примерно 30 км/с. В результате этого 2 июня эти две скорости складываются и дают максимальное значение, а в районе 2 декабря — минимальное. Так у кажущейся скорости частиц темной материи появляется сезонная модуляция в системе отсчета Земли.

Движение Земли относительно ветра из частиц темной материи

Рис. 2. Скорость «ветра» частиц темной материи, «дующего» сквозь Солнечную систему, складывается со скоростью Земли, и из-за этого их относительная скорость меняется в течение года. Изображение из статьи K. Freese, M. Lisanti, Ch. Savage, 2013. Colloquium: Annual modulation of dark matter

Поскольку темп срабатываний детектора зависит и от этой скорости, следует ожидать, что он тоже будет испытывать сезонные колебания. Точная величина этого колебания и даже его знак — опять же, вопрос тонкий. Эти величины зависят от деталей эксперимента и от галактического распределения темной материи; обычно получается несколько процентов. Но одно казалось до сих пор четко определенным: минимум или максимум темпа регистрации должен быть в районе 2 июня.

На днях в журнале Physical Review Letters появилась статья, объясняющая, что такой однозначный вывод неверен. В ней показывается, что простой и давно известный механический эффект — гравитационное фокусирование темной материи Солнцем — может сильно сдвинуть день, в который должен наблюдаться максимум темпа регистрации.

Этот эффект проиллюстрирован на рис. 1. Если бы частицы темной материи летели сквозь Солнечную систему строго по прямой, то их концентрация была бы одинаковой вне зависимости от времени года. Тогда действительно сезонная модуляция темпа регистрации возникала бы только за счет изменения скорости, как описано выше. Но в реальности частицы темной материи чувствуют гравитационное притяжение Солнца и отклоняются им. Они отклоняются вовнутрь, словно Солнце своей гравитацией фокусирует поток частиц темной материи. Это приводит к повышенной концентрации темной материи позади Солнца, то есть в марте, по сравнению с концентрацией впереди Солнца, в сентябре.

Надо подчеркнуть, что это изменение концентрации совсем небольшое. Скорости частиц темной материи довольно велики, поэтому при пролете мимо Солнца их траектории отклоняются чуть-чуть, порядка градуса. Это приводит к модуляции концентрации в пару процентов, но этот небольшой эффект надо сравнивать с таким же небольшим эффектом из-за модуляции скорости. Получается, для реалистичного описания сезонных колебаний надо учитывать два эффекта сравнимой силы. Модуляция скорости приводит к колебанию «зима-лето», а модуляция концентрации — к колебанию «весна-осень». Совместная работа этих двух эффектов приводит к тому, что сезонное колебание показаний детектора остается, но его максимум сдвинется по времени. Именно на этот эффект почему-то до сих пор не обращали внимание.

Авторы статьи приводят результаты численных расчетов для разных моделей. В зависимости от характеристик детектора и массы частиц этот эффект может быть как ничтожным (очень легкие частицы или слишком высокий порог срабатывания детектора), так и сильным. Для умеренно тяжелых частиц темной материи и для достаточно чувствительного детектора получается, что сдвиг по времени может составлять несколько недель (рис. 3).

Ожидаемое положение максимума сезонной модуляции для различных значений параметров

Рис. 3. Ожидаемое положение максимума сезонной модуляции для различных значений параметров. Ломаные линии — положение максимума без учета гравитационного фокусирования, кривые — с учетом этого эффекта. Разные цвета отвечают частицам темной материи разной массы. По горизонтали отложено пороговое значение энерговыделения, начиная с которого срабатывает детектор. Видно, что если детектор достаточно чувствительный (порог низкий), то отличие ломаной и плавной кривых может быть очень существенным. График из обсуждаемой статьи

Любопытно сравнить эти значения с результатами DAMA. Коллаборация DAMA действительно видит такую сезонную модуляцию, и, что самое любопытное, максимум в их данных приходится на конец мая (26 мая ± 7 дней). Даже без гравитационной фокусировки это согласуется с тем, что ожидалось бы от частиц темной материи (2 июня). Сейчас же, с учетом нового эффекта, получается, что результаты DAMA еще больше напоминают ожидаемую модуляцию. Расчеты показывают, что чем слабее энерговыделение от столкновения частицы темной материи с веществом, тем медленней эта частица двигалась. А это значит, тем сильнее должен быть эффект гравитационной фокусировки для таких частиц и тем больше должно быть смещение по времени.

У DAMA есть и такой анализ. Коллаборация проверила, что если взять низкоэнергетические события (энерговыделение от 2 до 4 кэВ, меньшие энергии детектор уже не регистрирует), то там максимум приходится на 12 мая ± 7 дней. Вычисления, приведенные в статье, предсказывают 19 мая — согласие не такое уж и плохое. Авторы статьи призывают экспериментаторов отдельно проанализировать еще более низкоэнергетические события, например от 2 до 2,5 кэВ. Для таких значений они предсказывают сдвиг максимума уже на конец апреля. Такое же упражнение предлагается проделать и участникам всех будущих экспериментов, чувствительных к энерговыделению порядка 1 кэВ и меньше.

Полезно еще раз подчеркнуть: сезонная модуляция — это один эффект, а сдвиг максимума этой модуляции — другой. Многие физики настроены скептически к результату DAMA потому, что сезонное изменение само по себе можно было бы списать и на совершенно обычные, даже на климатические, причины. Но трудно представить себе, какие климатические причины смогли бы по-разному сдвинуть максимум для разных энергий. Если описанный в статье эффект действительно будет обнаружен, это станет новым — и, пожалуй, довольно неожиданным — аргументом в пользу экспериментов с положительными результатами.

Источник: S K. Lee, M. Lisanti, A. H. G. Peter, and B. R. Safdi. Effect of Gravitational Focusing on Annual Modulation in Dark-Matter Direct-Detection Experiments // Phys. Rev. Lett. 112, 011301 (2013); статья доступна также как е-принт arXiv:1308.1953.

См. также:
1) В. А. Рябов, В. А. Царев, А. М. Цховребов. Поиски частиц темной материи // УФН 178, 1129 (2008).
2) K. Freese, M. Lisanti, Ch. Savage. Colloquium: Annual modulation of dark matter // Rev. Mod. Phys. 85, 1561–1581 (2013); статья доступна также как е-принт arXiv:1209.3339.

Игорь Иванов


35
Показать комментарии (35)
Свернуть комментарии (35)

  • Malcolm  | 14.01.2014 | 09:13 Ответить
    Если гало темной материи не вращается, то почему оно не падает в центр галактики?
    Ответить
    • Игорь Иванов > Malcolm | 14.01.2014 | 10:30 Ответить
      Гало — это не единое целое, а очень разреженный газ их почти не взаиодействующих друг с другом частиц. Каждая частица как-то летает в среднем грав.потенциале, иногда приближаясь к центру, иногда удалясь на периферию. Общая неподвижность гало — это результат усреднения туда-сюда движущихся частиц.

      Но неподвижность не обязательна; есть и модели с вращающимся гало. Только оно не обязано вращаться с той же скоростью, так что относительная скорость есть и тут, но поменьше.
      Ответить
      • Lagrange > Игорь Иванов | 18.01.2014 | 18:39 Ответить
        Игорь, к центру Млечного пути или к центру одного из гало (над плоскостью МП и под плоскостью МП)?
        Ответить
    • OratorFree > Malcolm | 15.01.2014 | 00:05 Ответить
      Мне кажется, что здесь происходит, что аналогичное мысленному эксперименту с падение в сквозной туннель(шахту) прорытый сквозь центр земли. Сначала падаешь ускоряешься и лихо пролетаешь через центр, затем замедляешь и вылетаешь на противоположную строну. Затем все повторяется в обратном порядке. И так вечно. Если нет трения о воздух и стены туннеля не расплавятся. :)
      Кстати интересно, что может происходить с темной материей окажись она у ЧД.Вроде бы должна "залипнуть" из-за гравитационного замедления времени. Но вроде не "залипла". Это что-то похожее на парадокс.
      Ответить
      • a_b > OratorFree | 15.01.2014 | 11:31 Ответить
        Никакого парадокса. Достаточно промахнуться мимо гравитационного радиуса ЧД и можно спокойно лететь дальше. "Черные дыры не сосут"(Сергей Попов).
        Ответить
      • Alexey Lubkin > OratorFree | 16.01.2014 | 22:36 Ответить
        > Сначала падаешь ускоряешься и лихо пролетаешь через центр, затем замедляешься и вылетаешь на противоположную строну

        Едва ли получится пролететь через СМЧД в центре галактики. Внутрь сферы Ш. - залетит, а дальше - никак.
        Ответить
        • Игорь Иванов > Alexey Lubkin | 18.01.2014 | 10:36 Ответить
          В центральную ЧД надо еще попасть, упав с далекой периферии. Вы сделайте простую оценку этой вероятности, увидите, что мизерная.
          Ответить
  • rombell  | 14.01.2014 | 12:29 Ответить
    _Земля же движется в плоскости эклиптики вокруг Солнца со скоростью примерно 12 км/с_
    Разве не 30 км/с?
    Ответить
    • Игорь Иванов > rombell | 14.01.2014 | 19:14 Ответить
      Упс, я перепутал скорости, спасибо, будет исправлено.
      Ответить
  • torque_xtr  | 14.01.2014 | 13:00 Ответить
    Небольшой оффтоп: в блогах популярной механики была статья об измерении распределения массы в гало темной материи вокруг Земли по отклонениям движения спутников, исполненная весьма невразумительно - по какой-то одной группировке. Но - для каждого активного спутника выполняется какое-то слежение за орбитой и положением на ней, и есть данные о слежении за космическим мусором. Таким образом, существуют данные о положении десятков тысяч объектов на разнообразных орбитах вокруг Земли, а это - гигантская статистика. Если оттуда можно извлечь данные от отклонениях от идеального орбитального движения, то можно построить распределение массы в гало с высокой точностью, особенно если использовать автоматическую обработку. (после вычитания остальных эффектов, разумеется) Насколько такое возможно?

    Предполагаемые трудности: если модель галактического гало из этой статьи верна, то околопланетного гало вообще почти не должно быть, прирост концентрации может оказаться чем-то вроде exp(-E(п)/E(к)) (если правильно помню :) ), где Е(п) - потенциальная энергия в данной точке гравитационном колодце Земли, а E(k) - удельная кинетическая энергия вимпов - то есть незаметным даже на фоне вариаций плотности околопланетной среды от солнечного ветра и чего угодно еще. Но у Солнца E(п) больше предполагаемого E(к) - фактор фокусирования заметно больше единицы и гало вокруг Солнца должно быть более ощутимым. Можно ли извлечь информацию о нем из эфемерид планет и слежения за аппаратами на гелиоцентрической орбите? Насколько я понимаю, эти данные (особенно эфемериды) - самое точное, что есть по орбитальному движению, и заметных отклонений, кроме аномалий Пионеров, не найдено - дает ли это существенные ограничения?

    (будь плотность CDM побольше - можно было бы и форму "хвоста" узнать, а вместе с ней - направление и скорость ветра...)

    PS вспомнил, что вообще-то есть - вокруг компактных объектов гало должно быть еще более выраженным, и системы вроде пульсар + белый карлик на расстоянии сотен тысяч км, должны дать еще более точные оценки. Там и фактор фокусирования больше, и точность определения эфемерид лучше - тогда получается, что самые точные оценки должны идти отсюда...
    Ответить
    • Игорь Иванов > torque_xtr | 15.01.2014 | 03:42 Ответить
      Была какая-то шумиха, но там шла речь про окрестности солнечной системы, по-моему. Ту работу потом опровергли, т.е. более надежными методами то же проанализировали, и окахзалось, что в порядке.
      Ответить
  • kosta1968  | 14.01.2014 | 13:23 Ответить
    Описание рисунка 3 не соответствует рисунку, вроде
    Ответить
    • Игорь Иванов > kosta1968 | 15.01.2014 | 03:27 Ответить
      Была несостыковка, поменяли.
      Ответить
  • kosta1968  | 14.01.2014 | 13:27 Ответить
    Эксперимент напоминает опыты Майкельсона- Морли по измерению скорости эфирного ветра. Надеюсь, результат будет аналогичным и приведет к аналогичным последствиям: от эфира отказались и от концепции темной материи откажутся.
    Ответить
  • anothereugene-2  | 14.01.2014 | 15:14 Ответить
    Если частицы тёмной материи всё же способны обмениваться импульсом с обычной материей, хотя бы гравитационно, как описано в этой статье, то почему гало не вращается? Разве любое такое взаимодействие не должно приводить к появлению у облака тёмной материи собственного момента импульса? Или десятка миллиардов лет просто недостаточно, чтобы облако тёмной материи набрало заметную скорость вращения?
    Ответить
    • Игорь Иванов > anothereugene-2 | 15.01.2014 | 03:39 Ответить
      Видимо, недостаточно. Помните знаменитый снимок Bullet Cluster? Там, несмотря на столкновение галактик и резкое замедление обычного вещества, темная материя всем скопом спокойно вылетает прочь. Но вообще есть модели и с вращающимся темным диском, какие-то возможности тут имеются. Проблема только, что приходится гадать, как оно устроено в нашей галактике.
      Ответить
      • nicolaus > Игорь Иванов | 15.01.2014 | 06:28 Ответить
        По-моему, anothereugene-2 прав. Если предположить, что темные частицы вообще ни как не взаимодействуют со светлыми частицами, то становится непонятно, а как вообще образовались сгущения темной материи вокруг галактик. Со светлой материей, в принципе, понятно. Потенциальная энергия частиц, при гравитационном стягивании в галактику, превращается в конечном итоге в тепловую, и излучается. А вот темные частицы, т.к. нечего не излучают и не взаимодействуют с обычными частицами и между собой, не могут потерять энергию. Поэтому, любая темная частица, находящаяся немного вдали от галактики, просто пролетит сквозь галактику, и не задержится в ней, точно также как темные частицы двух галактических кластеров. Поэтому возникают сомнения. Версия, что темное гало обменивается импульсом с обычным веществом и вращается вместе с галактикой, на мой взгляд, более правдоподобная.
        Ответить
        • a_b > nicolaus | 15.01.2014 | 11:47 Ответить
          >а как вообще образовались сгущения темной материи вокруг галактик

          По современным представлениям, это галактики образовались вокруг сгущений темной материи.

          >любая темная частица, находящаяся немного вдали от галактики, просто пролетит сквозь галактику, и не задержится в ней

          Для частиц ТМ никто вторую космическую скорость не отменял. Размер гало ТМ может превосходить размер галактики более, чем на порядок (по данным гравитационного линзирования).
          Ответить
          • nicolaus > a_b | 15.01.2014 | 20:24 Ответить
            >По современным представлениям, это галактики образовались вокруг сгущений темной материи.

            Пусть будет так. В вязи с этим возникает вопрос, как образовались сами сгущения темной материи? Они же не могли сгущаться, излучая излишки энергии в виде электромагнитного излучения, как вещество. Прямое взаимодействие частиц темной материи должно быть абсолютно упругим. Темных фотонов пока не нашли. В соответствие с наблюдениями Планка «ни в реликтовом излучении, ни в распределении галактических скоплений следов «тёмных» звуковых волн от темных атомов найти не удалось.» http://compulenta.computerra.ru/veshestvo/fizika/10009963/ При этом в момент образования темного вещества его распределение, скорее всего, было абсолютно равномерным.

            >Для частиц ТМ никто вторую космическую скорость не отменял. Размер гало ТМ может превосходить размер галактики более, чем на порядок (по данным гравитационного линзирования).

            Галактики движутся (иногда навстречу друг другу) и тащат за собой темное вещество, которое «прицепилось» к галактике. Это темное вещество нельзя описать пролетающими через галактику темными частицами, имеющими четвертую космическую скорость. При этом любая темная частица, находящаяся за пределами некоторого радиуса некогда не застрянет в темном гало или в светлом веществе галактики. А средней плотности частиц темной материи по вселенной, сосредоточенной в рамках объема с указанным радиусом, скорее всего, не хватило бы для образования плотного гало темной материи. Поэтому гало галактики должно состоять из частиц темной материи, стянутых с очень большого объема пространства, и находящихся в потенциальной гравитационной яме. При этом непонятно куда делся излишек энергии.

            Для спиральных галактик имеется вполне определенное соотношение массы темного и светлого вещества вытекающего из соотношения Тулли-Фишера http://www.astronet.ru/db/msg/1245844/zavisimost_tf.html. Самое интересное заключается в том, что, по видимому, галактики растут. При этом с увеличением массы светлого вещества должна увеличиваться масса темного вещества. Интересно, какой процесс добавляет темную материю в галактики и очень точно дозирует необходимое соотношение темного и светлого вещества?
            Ответить
            • PavelS > nicolaus | 15.01.2014 | 21:50 Ответить
              Вопросы интересны и мне тоже, если кто-то возьмёт на себя труд ответить - спасибо от меня прилагается.
              Ответить
            • AndreyDov > nicolaus | 16.01.2014 | 10:35 Ответить
              Re ...куда делся излишек энергии.
              Никуда не делся. Сжатие облака ТМ как раз и останавливается
              когда температура ТМ сравнивается с гравитационной силой.
              Иначе ТМ стянулись бы в черую дыру.
              Может облако ТМ потихоньку испаряться.Особо одаренная частица ТМ проходя облако, разгоняется до 3-й космической и уходит из него, унося энергию сжатия.
              Re ... распределение плотности ТМ было абсолютно равномерным
              Как раз нет. Были флуктуации плотности. см. реликтовое излучение.
              Эти флуктуации и дали облака ТМ.
              Ответить
      • anothereugene-2 > Игорь Иванов | 18.01.2014 | 14:57 Ответить
        Помню. Но странно это всё как-то.

        За счет чего вообще тормозятся звезды при столкновении и слиянии двух галактик в одну? Неужели, поток межзвездного газа может существенно повлиять на импульс самой звезды? Мне интуитивно казалось, что взаимный импульс двух сталкивающихся потоков обычной материи гасится только гравитационным взаимодействием между звездами. Или нет?
        Ответить
  • AndreyDov  | 14.01.2014 | 16:43 Ответить
    Хуже в этой истории другое.
    Если DAMA/LIBRA видит WIMP с массой порядка 10 Гэв\с2 и сечением 1.3 × 10−5 пб,
    то БАКу WIMPов не видать.
    Проектную светимость LHC, равной 10*34 см–2·с–1 помножим на сечение
    и получим ОДИН WIMP в сутки.
    Ответить
    • Игорь Иванов > AndreyDov | 15.01.2014 | 03:35 Ответить
      Ну, сравнение всё же не настолько прямолинейное. Процессы на коллайдере и в детекторах темной материи разные и кроме того при разных энергиях. Скажем, в моделях часто встречается вариант, что в протонном столкновении будут хорошо рождаться новые тяжелые заряженные частицы, которые распадаются например на W+ или W- и новую нейтральную частицу. Эта нейтральная стабильна, она с обычной материей взаимодействует очень плохо (например то, что указывает DAMA), но исходные-то заряженные частицы рождались хорошо. Так что при больших энергиях у вас открывается множество каналов, которые для низкоэнергетического расеяния были сильно подавлены.
      Ответить
      • AndreyDov > Игорь Иванов | 15.01.2014 | 11:44 Ответить
        Пусть X распадается на W и WIMP.
        а) WIMP- холодный (иначе не соберутся в галло)
        б) соотношение барионной массы к ТМ 1:10
        с) масса W - 80 Гэв\c2
        отсюда масса WIMPа - 800 Гэв\с2 и Х - 890 Гэв\с2
        И где эти Х с хорошим сечением на БАКе???
        Ответить
        • Игорь Иванов > AndreyDov | 18.01.2014 | 10:34 Ответить
          У вас какие-то совершенно странные оценки.
          Какое отношение имеет соотношение плотностей энергии барионного и темного вещества к массе вимпа? Никто не знает, какова концентрация частиц темной материи, и следовательно каковы массы частиц темной материи, они могут быть и очень легкие, и очень тяжелые.
          Затем, с чего это вы используете массу W для этих оценок?
          И наконец, почему вы решили, что масса X связана с массой W и вимпа? Она не меньше их суммы, верно, но сверху не ограничена.
          Ответить
  • PavelS  | 15.01.2014 | 04:39 Ответить
    "Доплеровский" эффект должен давать не только больше частиц, но и чуть сдвигать их в область бОльших-меньших энергий. Эффект линзирования - практически не меняет энергию. Могли бы и это как-то померить.
    Ответить
    • Игорь Иванов > PavelS | 15.01.2014 | 06:15 Ответить
      > "Доплеровский" эффект должен давать не только больше частиц, но и чуть сдвигать их в область бОльших-меньших энергий.

      Да, верно. Тот факт, что на рис. 3 не прямая линия в районе июня, а загогулина от декабря до июня, как раз связано с этим. Я уж не стал ничего про это писать, но если из графиков непонятно, то могу пояснить.

      > Эффект линзирования - практически не меняет энергию.

      Энергию частиц он не меняет, т.к. орбита Земли вокруг Солнца почти круговая. Расчеты, в том числе численное моделирование, показывает, что и амплитуда годичных колебаний тоже особо не меняется из-за линзирования. А вот на то, что фаза сильно сдвигается, до сих пор не слишком обращали внимание (точнее, думали, что эффект тоже несущественный).

      > Могли бы и это как-то померить.

      Хм, а что собственно мерять-то? Ведь пока никаких частиц ТМ не видно.
      Ответить
      • PavelS > Игорь Иванов | 15.01.2014 | 21:53 Ответить
        > Хм, а что собственно мерять-то? Ведь пока никаких частиц ТМ не видно.

        Я про DAMA. На графиках, говорите, учитывается изменение средней энергии в разные сезоны? Ну если так, то видать это учитывали тоже.

        По графикам, скажу честно, я ничего не понял, но с вашей стороны распылять свои усилия их подробным объяснением особого смысла нет.
        Ответить
  • PavelS  | 15.01.2014 | 21:57 Ответить
    Тут другая статья вскользь упоминалась (на элементах отдельно про это не писали). Речь про исследование, если не путаю, траекторий движения планет в Солнечной системе. За счет гравитационных эффектов массивная светлая материя (звёзды, планеты) увлекается потоком тёмной материи. Это исследование тоже ничего не нашло, только ограничения сверху на плотность. А вот тут вопрос: что будет испытывать бОльшее ускорение, звезда или планета? Интуитивно кажется, что звезда как массивное ядро, а планета - как пушинка, и планету будет сдувать, звезда будет на месте. Но интуиция тут не уместна. Задача вроде несложная и можно самому решить, но нет ли у кого готового точного решения?
    Ответить
    • anothereugene-2 > PavelS | 19.01.2014 | 09:51 Ответить
      Как раз интуитивно кажется, что зависимости силы взаимосдействия тёмной материи с обычной от отношения площади поверхности звезды или планеты к её массе быть не может и, следовательно, ускорение будет одинаковым.
      Ответить
  • Вячеслав Рогожин  | 18.01.2014 | 18:51 Ответить
    А изменение скорости орбитального движения планет вокруг Солнца, связанное с гравитационной передачей импульса частицам темной материи, определить не проще?
    Ответить
  • akb  | 19.01.2014 | 04:56 Ответить
    А по-моему, хватит уже гадать. Надо добавить "мировое ускорение" ко всем инерциально движущимся телам, и определить, как это скажется на астрономической картине мира. А величину этого ускорения очень просто определить, исходя из разницы между энергией галактических и внегалактических космических лучей, выражающейся в виде излома(т.н. "колена") в спектре энергий космических лучей. Энергии ниже излома относятся к галактическим лучам, энергии выше излома - к внегалактическим.
    Зная диаметр Млечного пути и/или расстояние до ближайшей галактики, можно определить величину всемирного ускорения, заставляющее космические частицы (в том числе "загадочные" избыточные позитроны) разгоняться.
    "Мировое ускорение" отвечает за разницу в энергиях космических лучей между значением энергии космических лучей у нижнего конца излома и энергией частиц солнечного ветра, приобретаемую космическими лучами на расстоянии, не превышающем таковое от Земли до противоположного края Галактики. По самому излому - разнице между значениями энергии/скорости космических лучей в его начале и конце - можно определить какую минимальную энергию приобретают (за счет "мирового ускорения") космические лучи при преодолении расстояния между соседней и нашей галактиками.
    Так, одним выстрелом убьем сразу двух(а то и больше) зайцев - и скрытую массу (т.н. "темную материю") объясним, и природу высокой энергии космических лучей выясним.
    Ответить
  • feb7  | 21.01.2014 | 07:18 Ответить
    Игорю Иванову. Недавно на Ленте промелькнула статья о том (http://lenta.ru/news/2014/01/20/balllightning/), что был получен спектр шаровой молнии. Упоминается журнал Physical Review Letters. Вас не затруднит написать статью об этом? Думаю, многим будет интересно. Спасибо. Извините за оффтоп.
    Ответить
    • feb7 > feb7 | 21.01.2014 | 11:04 Ответить
      Уже видел статью! Спасибо за оперативность!
      Ответить
Написать комментарий

Другие новости


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»