Вчені налаштовані на вивчення темної матерії

Фізики елементарних частинок розробляють рекомендації щодо фінансування досліджень для Міністерства енергетики США та Національного наукового фонду. Серед інших напрямків дослідження вчені вважають, що федеральні агентства повинні віддати пріоритет фінансуванню темної матерії — невидимої форми матерії, про існування якої вчені знають лише завдяки її гравітаційному тяжінню.

«Кількість активних зусиль, спрямованих на дослідження темної матерії, надзвичайно зросла за останнє десятиліття без супутнього збільшення фінансування досліджень», — йдеться у звіті конференції Snowmass, опублікованому в січні 2023 року. «Без такої підтримки спільнота не зможе виконати додаткова програма темної матерії, що зменшує шанси розгадати таємницю темної матерії».

Щоб рекомендувати пріоритети федерального фінансування, ця спільнота професіоналів у галузі фізики елементарних частинок приблизно раз на десять років організовує процес спільного прийняття рішень для уряду США, організовуючи конференцію Snowmass і наступну групу. Початкові рекомендації тепер доступні в наборі матеріалів із відкритим доступом, посилання на які розміщено на сайті Стенфордського університету. Офіційні рекомендації будуть доступні для законодавців восени.

Що таке темна матерія?

Темна матерія становить понад 80 відсотків матерії у Всесвіті, згідно зі звітом групи конференції Snowmass. Тим часом NASA каже, що Всесвіт складається приблизно з 68 відсотків темної енергії, 27 відсотків темної матерії та лише 5 відсотків нормальної матерії. Тож з’ясування того, що таке темна матерія, зрозуміло, має високий пріоритет.

Темну матерію було відкрито, коли ми помітили, що… в галактиці є скупчення зірок. Ви можете спробувати оцінити масу галактики, вимірявши властивості цих зірок. І тоді, оскільки ми знаємо багато про зірки, ви можете визначити, яка їх маса. І ви можете додати це все, і це дає вам масу галактики», — розповідає Popular Mechanics Майкл Пескін, професор фізики елементарних частинок і астрофізики Стенфордського університету та редактор звіту та веб-сайту Snowmass . «Виявляється, якщо ви зробите це для Чумацького Шляху, ви отримаєте лише приблизно 1/5 маси Чумацького Шляху».

Темна матерія вперше виникла в ранньому Всесвіті, незабаром після Великого вибуху. «Ми також знаємо, що він дуже довго живе в тому сенсі, що він уже був присутній — не був домінуючим компонентом, але вже був присутній у дуже ранньому Всесвіті — ще через 300 000 років після Великого вибуху», — Марсель Соарес-Сантос. , доцент кафедри фізики Мічиганського університету, розповідає Popular Mechanics. «Мільярди років темна матерія була присутня у Всесвіті. Коли Всесвіт розширювався, він став домінувати у Всесвіті».

«Темна матерія насправді є суттю нашого розуміння Всесвіту прямо зараз», — каже Соарес-Сантос. «Частково це пояснюється тим, що ми дуже успішно [в] розумінні фундаментальної фізики майже всього, що становить Всесвіт, за винятком, можливо, темної матерії. Він не випромінює світло і не взаємодіє зі звичайною матерією у дуже вимірний спосіб».