произойти между частицами, составляющими темную материю, и атомными ядрами видимой материи. Пересекая нашу галактику и проходя сквозь землю, эти частицы должны в определенный момент врезаться в атомное ядро, производя вспышку света. Проведя анализ этих вспышек и их характеристик, мы смогли бы восстановить случившееся и таким образом определить свойства участвовавших в столкновении частиц темной материи. Пять экспериментов, проведенных на протяжении последних 10 лет, дали обнадеживающие результаты. Однако исследователям придется столкнуться с возможными ошибками, например с погрешностью вследствие остаточной радиоактивности детекторов.
Другим способом послужило наблюдение за столкновениями частиц темной материи, происходящими в тех областях Вселенной, где, как считается, они могли бы находиться в высокой концентрации. В результате возможен шлейф фундаментальных частиц (нейтрино, позитронов и электронов), который мы можем выявить в наших наземных исследовательских лабораториях. Некоторые из них были специально сооружены для этой цели: «Ледяной куб» в Антарктиде, магнитный альфа-спектрометр на борту МКС и «Супер-Камиоканде» в Японии. Результаты экспериментов по обнаружению следов частиц темной материи непрямым образом тоже оказались интересными. Проблема заключается в том, чтобы точно определить, когда эти сигналы обусловлены действительно столкновениями между частицами темной материи, а когда происходят из другого источника. Наконец, исследователи утверждают, что частицы темной материи могут образоваться во время столкновения протонов в ускорителях частиц типа Большого адронного коллайдера. В этом случае частицы не определяются прямым способом. Их присутствие вычисляется из потери «энергии и момента» до и после протон-протонного столкновения. После трех лет перерыва и технического обслуживания ускоритель частиц снова был запущен в марте 2015 года с усиленной мощностью. Одной из его целей было обнаружение этих ускользающих загадочных частиц материи, наполняющих Вселенную.
Участвующие в этих проектах ученые должны очень осторожно отнестись к их результатам. Эксперименты настолько сложны, а ожидания от них настолько высоки, что к поставленной цели следует продвигаться медленными, но твердыми шагами. Существует вероятность того, что свойства частиц, составляющих этот тип невидимой материи, столь необычны и трудноуловимы, что их выявление с помощью действующих на сегодняшний день ускорителей невозможно.
Предполагаемые характеристики
Пусть нам пока не удалось зарегистрировать частицы темной материи, зато мы можем доказать некоторые из ее особенностей. Для этого нам лишь понадобится немного воображения.
С одной стороны, нам известно о гравитационном эффекте, оказываемом на видимую материю. Это означает, что компоненты темной материи созданы из какого-то типа материальных частиц, чьи свойства отличаются от тех, что относятся к фундаментальным частицам, составляющим нормальную материю. Мы не видим их и не сталкиваемся с ними. То, что темную материю нельзя увидеть и пощупать, позволяет нам сделать вывод о двух ее самых главных качествах: она не излучает электромагнитных волн, поэтому ее частицы не несут электрический заряд. Электромагнитное излучение является следствием одного из атрибутов фундаментальных частиц – заряда. Если частица обладает электрическим зарядом, то она излучает электромагнитные волны, и свет, тоже относящийся к одной из разновидностей электромагнитного излучения, в итоге воздействует на наши органы зрения. Если мы его увидеть не можем, следовательно, электромагнитного излучения нет.
Наконец, как говорит Дено Казанис, раз эта материя не состоит из заряженных частиц, то она с легкостью способна проникать в нашу видимую материю, то есть занимать с ней одно и то же физическое пространство:
Электрический заряд является определяющим для света (электромагнитных волн), и именно он отвечает за наши чувства… Заряд – это сила, посредством которой взаимодействуют атомы. Тем самым их взаимное проникновение предотвращается. Значит, если допустить, что темная материя не состоит из заряженных частиц, это делает ее недоступной нашему обычному зрению, а также способной проникать в нашу материю. Она невидима, поскольку наше зрение зависит от света (электромагнитных волн), производимого заряженными частицами. Еще темная материя может проникать в нашу видимую материю благодаря тому, что электромагнитные силы (ввиду их отсутствия) не отталкивают и не притягивают незаряженные частицы. Два объекта имеют возможность существовать в одном и том же пространстве и времени… по-видимому, нет такой силы, посредством которой они могли бы взаимодействовать и проникать друг в друга[165].
Если внимательно изучить описания, сделанные великими мистиками со всего мира и теми, кто пережил опыт выхода за пределы своего тела, предсмертных переживаний или путешествий за границы реальности, то выяснится, что именно так и ведет себя материя, из которой может состоять физический фон ментальных миров и духовных вселенных.
Кандидаты на роль темной материи
Отличительной чертой темной материи является ее слабое взаимодействие с видимой материей. Мы ее не ощущаем. Мы ее не видим. Должно быть, это два совершенно отдельных друг от друга мира. Лишь гравитационный эффект выдает ее присутствие.
Претендентов на роль темной материи традиционно принято делить на две большие группы:
• Частицы темной материи барионной природы. То есть видимая материя.
• Частицы темной материи небарионной природы.
Небарионную материю, в свою очередь, обычно делят в зависимости от скорости, с которой ее частицы перемещаются по Вселенной:
• Горячая темная материя.
• Теплая темная материя.
• Холодная темная материя.
Нет необходимости углубляться в теоретическую физику, чтобы понять выдвигаемую нами идею. Достаточно знать, что к частицам-кандидатам относится вимп – слабовзаимодействующая массивная частица[166]. Но Тродден и Фэн предостерегают от поспешных выводов: «Вимп может оказаться лишь верхушкой айсберга, который скрывает целый мир со своими собственными частицами и взаимодействиями»[167].
Этот тип частиц подвержен лишь силе тяжести и слабому ядерному взаимодействию. У них нет электромагнитных свойств, следовательно, они недоступны зрению и способны проникать в нашу видимую материю, не оказывая на нее никакого влияния.
Но есть и другие варианты: супервимпы, которые взаимодействуют еще слабее, чем вимпы, и лишь благодаря силе тяжести. Третьим кандидатом являются частицы, не имеющие отношения к вимпам, контакт которых происходит посредством свойственных только им сил. Другими словами, они являются темными версиями электромагнитной силы и слабого ядерного взаимодействия. Согласно этой последней модели, темная материя должна излучать свой собственный тип света.
В последние годы физики задаются вопросом, стоит ли продолжать искать частицы, обладающие массой темной материи. Некоторые новые модели предполагают, что невидимая материя может состоять из сверхлегких частиц. Уже запланированы эксперименты «в настоящем и будущем, чтобы их обнаружить»[168]. Эти компоненты назвали «висп» – сверхлегкие частицы со слабым взаимодействием. Одним из кандидатов в такие частицы является аксион.
Другие модели предпочитают нейтрино – частицы, предложенные физиком-теоретиком Вольфгангом Паули в 1930 году. У них нет электрического заряда, а масса исключительно мала. Они обладают рядом загадочных свойств. Например, три существующие их разновидности могут спонтанно превращаться одна в другую[169]. Их способность взаимодействовать с нормальной материей
