Телескоп Ферми в погоне за бозоном Хиггса
 Галактика (Фотография гамма-телескопа НАСА Ферми) (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
В прошлом году НАСА запустило космический гамма-телескоп Ферми. Один из возможных источников гамма-излучения в Галактике - это аннигиляция частиц темной материи. По некоторым оценкам темная материя составляет 90% всей материи Вселенной, но ее природа до сих пор неизвестна. Физики думают, что она связана с слабо взаимодействующими массивными частицами (СВМЧ).
СВМЧ фигурируют во многих теориях. Тим Тэйт (Tim Tait) из Университета Калифорнии с коллегами проанализировал СВМЧ, вытекающие из моделей пространства-времени Рэндалла-Сандрума (Randall-Sundrum). Эти модели предполагают наличие свернутого четвертого пространственного измерения, которое не поддается обнаружению. "Утечкой" гравитации в это дополнительное измерение объясняется низкий порядок величины гравитационного взаимодействия в сравнении с другими фундаментальными силами природы.
Частицы темной материи в таких моделях могут аннигилировать с порождением вторичных частиц. Две СВМЧ массами от 50 до 200 ГэВ аннигилируют, излучая безмассовые гамма-фотоны. Также возможна аннигиляция с излучением одного фотона и одной массивной частицы.
Согласно исследователям, такой массивной частицей может быть бозон Хиггса, ответственный за массу всех элементарных частиц. "Если есть взаимосвязь между физикой темной материи и физикой "производства" массы, то частицы темной материи должны любить взаимодействовать с бозоном Хиггса", отметил Тэйт (arxiv.org/abs/0912.0004). Если это имеет место быть, то изучение центра Галактики, где сконцентрированы частицы темной материи, в гамма-спектре должно показать пик гамма-излучения в определенном диапазоне энергий - подпись.
Телескоп Ферми имеет фору в обнаружении этой подписи, пока БАК не выйдет на полную мощность. По заявлению Тэйта: "У Ферми есть очень хорошие шансы обнаружить бозон Хиггса, если эта модель верна". Пик гамма-излучения в соответствующей части спектра в центре Млечного Пути могут также обнаружить наземные телескопы VERITAS (южная Аризона, США) и HESS (Намибия).
Дэн Хупер из Fermilab (Иллинойс, США) полагает, что модель используемая командой Тэйта экзотична, но не невероятна. "Если им повезет, если этот кандидат в темную материю существует, то они смогут измерить как массу темной материи, так и массу бозона Хиггса", - добавил Хупер.
Телескоп Ферми уже собрал определенные данные по гамма-излучению из центра Галактики, но пока они использовались только для определения того сколько там темной материи.
Также по теме:
Источники: