Природа темной материи была горячо обсуждаемой темой на протяжении десятилетий. Если это тяжелая, медленно движущаяся частица, то вполне возможно, что нейтрино могут испускаться при взаимодействии с обычной материей. В новой статье предполагается, что Юпитер может быть тем местом, где можно наблюдать за этим. Его гравитация достаточна, чтобы улавливать частицы темной материи, которые можно обнаружить с помощью водного черенковского детектора. Исследователи предлагают использовать водный черенковский детектор для наблюдения за избыточными нейтрино, исходящими со стороны Юпитера с энергиями от 100 МэВ до 5 ГэВ.
Юпитер — самая большая планета в Солнечной системе, достаточно большая, чтобы поглотить все планеты и оставить немного свободного места. Он состоит в основном из водорода и гелия и лишен твердой поверхности. Из всех планет Юпитер обладает мощным магнитным полем и сильным гравитационным полем. Ее гравитационное поле настолько мощное, что на протяжении многих лет оно притягивало и даже уничтожало кометы, подобные Шумейкеру-Леви 9 в 1994 году. Из всех особенностей, видимых в атмосфере планеты, гигантский шторм, известный как Большое Красное Пятно, является далеко не самый известный.
Планеты Солнечной системы до сих пор были последним местом, где можно охотиться за темной материей. Эта загадочная материя невидима для всех обычных методов обнаружения, но считается, что она составляет 27% Вселенной, перевешивая видимую материю на 5% (большая часть остатка состоит из темной энергии). Как следует из названия, темная материя не излучают, поглощают или отражают свет, что затрудняет наблюдение. О его существовании можно судить по гравитационному воздействию на галактики, скопления галактик и крупнейшие структуры Вселенной. Несмотря на его известность во Вселенной, его природа остается в значительной степени неизвестной.
Темная материя измеряется в ГэВ, потому что это стандартный метод в физике высоких энергий для выражения массы частиц. До недавнего времени попытки обнаружить темную материю основывались на экспериментах, в которых темная материя рассеивается электронами, протонами или нейтронами в детекторе. Взаимодействия вызывают передачу энергии, которая затем обнаруживает присутствие темной материи.
В статье Сандры Роблес из Королевского колледжа Лондона и Стефана Мейген-Бергера из Мельбурнского университета они предлагают и рассчитывают уровень аннигиляции нейтрино темной материи на Юпитере и могут ли они быть обнаружены с помощью существующих нейтринных обсерваторий. Команда также предлагает способ использования водных черенковских детекторов, которые предназначены для обнаружения частиц высоких энергий, таких как нейтрино или космические лучи. Это достигается за счет улавливания черенковского излучения, испускаемого при движении через воду. Чтобы дать контекст этому процессу, излучение является оптическим и возникает, когда заряженная частица движется через такую среду, как вода, создавая слабую вспышку синего света.
Команда предполагает, что Юпитер — идеальное место для поиска темной материи с помощью детекторов черенковского излучения. Низкая температура ядра и значительное гравитационное притяжение означают, что он сможет захватывать и удерживать темную материю. Присутствие нейтрино в направлении Юпитера свидетельствует о захвате и аннигиляции темной материи. Похожий метод используется при наблюдении за Солнцем.
Источник: Расширение радиуса действия темной материи черенковских детекторов воды с помощью Юпитера.
