Физики нашли следы темного бозона в спектрах изотопов иттербия
Ученые нашли отклонение от Стандартной модели в крайне точном измерении энергетических уровней двух квадрупольных состояний в пяти изотопах иттербия. Такой результат указывает на существование еще не обнаруженного взаимодействия между нейтронами и электронами в атомах, а соответствующий этому взаимодействию бозон, в случае его открытия, может оказаться кандидатом на темную материю. Однако в журнале Physical Review Letters, где опубликована статья, одновременно вышла работа другой научной группы по аналогичному исследованию переходов в изотопах кальция, в которой физики не обнаружили расхождений между экспериментом и теорией.
Стандартная модель — общепризнанная теория, которая крайне точно описывает практически все измерения в физике элементарных частиц. Однако нет сомнений в том, что эта теория неполна: существует множество явлений, которые Стандартная модель не в состоянии предсказать или описать. В частности, в ней нет места частицам-кандидатам на темную материю — гипотетическую форму вещества, которая участвует в гравитационном взаимодействии, но не участвуют в электромагнитном, из-за чего ее невозможно увидеть напрямую.
Тем не менее, у физиков есть множество косвенных доказательств существования этого скрытого от наблюдателя вида материи: без нее в рамках подтвержденных теорий невозможно объяснить целый ряд космологических явлений, связанных с гравитационным взаимодействием вещества во Вселенной. К таким наблюдениям относятся, к примеру, аномально высокая скорость вращения внешних областей галактик и гравитационное линзирования. Среди прочих способов объяснить эти явления существование темной материи в виде скрытой массы наиболее реалистично.
Все это мотивирует научное сообщество на экспериментальные поиски темной материи, которую пытаются зарегистрировать на ряде масштабных лабораторных установок. Так, недавно детектор темной материи XENON1T зарегистрировал аномально большое число событий в среднем энергетическом диапазоне (единицы и десятки килоэлектронвольт), что может указывать на существование в ней частиц темной материи.