Темная материя выпадает в осадок

Физики и астрономы уверены, что примерно на 20-30 процентов наша Вселенная состоит из т.н. темного вещества. Его природа остается загадкой. По всей видимости это какие-то элементарные частицы, слабовзаимодействующие с обычным веществом, а потому из присутствие пока обнаруживается только по гравитационному воздействию. Существует много кандидатов на роль частиц темной материи (нейтралино, аксионы и т.д.).

Для окончательного решения проблемы темной материи необходимо зарегистрировать частицы в лаборатории (“ухватить за бороду”, как пел о нейтрино Владимир Высоцкий).

"Черный квадрат". Казимир Малевич (1913). Гос. Русский Музей. Возможно и в "Черном квадрате" есть частицы темной материи.

В настоящее время проводится несколько соответствующих экспериментов, но пока частицы незарегистрированы. Проблема усугубляется тем, что экспериментаторы не знают точно, что им нужно искать: теоретики дают слишком много вариантов. Не все из существующих теоретических возможностей проверены одиноково хорошо.

С. Митра (S. Mitra) из университета Амстердама и Р. Фут (R. Foot) из Мельбрунского университета обращают внимание на то, что пока недостаточно проверена одна из гипотез. Она заключается в том, что кроме того, что частицы темной материи могут достаточно сильно взаимодействовать друг с другом, чтобы образовывать “гранулы” (grains), они могут достаточно сильно взаимодействовать с обычным веществом, чтобы находиться вокруг нас. Такие частицы получаются в некоторых теориях с т.н. “зеркальной симметрией”. Например, ряд интересных явлений (типа аномальных болидов) предсказывается Митрой и Футом, если темная материя имеет электромагнитную связь с обычной материи на уровне от 10^-10 (одной десятимиллиардной) до 10^-6 (одной миллионой) от обычной кулоновской энергии видимого вещества.

Цетрифуга (с сайта ChemSoc)

По мнению авторов обнаружить такие частицы (точнее гранулы) можно с помощью центрифуги, используя обычное вещество в качестве фильтра. Современные центрифуги,берущие начала от ультрацентрифуги Нобелевского лауреата Теодора Сведберга (см. рис.), могут давать ускорение до 10⁶g. При упомянутой выше силе связи гранулы из частиц темной материи просто “вылетят” из исследуемого образца при работе центрифуги, если их размер больше 100 микрон. Соответственно масса уменьшится, что можно будет зарегистрировать. По мнению Митры и Фута этого может быть достаточно для обнаружения частиц, если они составляют более миллионой доли (по массе) в исследуемом образце (отрицательный результат эксперимента позволит наложить важные верхние пределы на параметры частиц темной материи, в частности может показать, что связь должна быть слабее 10^-10 от обычной кулоновской ).

P.S. Благодарю С.И. Блинникова за комментарии и дополнения.