Время существования темной материи: что изменит наше представление о Вселенной

Знаете ли вы, что темная материя может составлять до 85% всей материи во Вселенной, но при этом оставаться абсолютно невидимой? Японские ученые из Токийского столичного университета сделали важный шаг в ее исследовании. Они установили новые пределы времени существования частиц этого загадочного вещества, и результаты их работы были опубликованы в известном научном журнале Physical Review Letters (PRL).

Что такое темная материя?

Темная материя — это гипотетическая форма материи, которая не взаимодействует со светом и, следовательно, не может быть обнаружена с помощью обычных телескопов. Однако ее существование подтверждается гравитационными эффектами, такими как вращение галактик, которые не могут быть объяснены только видимой материей.

В своем исследовании ученые сосредоточились на аксионоподобных частицах (ALP), которые считаются одним из наиболее перспективных кандидатов на роль темной материи. Эти частицы способны распадаться, испуская свет в инфракрасном диапазоне. Однако исследование инфракрасного спектра осложняется наличием множества помех, включая зодиакальный свет и атмосферное излучение.

Новая методика для преодоления помех

Чтобы преодолеть эти трудности, исследователи применили инновационную методику, которая позволяет выделять узкий диапазон волн, характерный для распада ALP, из общего фонового спектра. Для этого использовался спектрограф WINERED на телескопе Магеллана Клея, что обеспечило высокую точность измерений.

Несмотря на проведенный анализ, ученые не обнаружили никаких признаков распада ALP. Однако им удалось установить новые нижние границы времени существования частиц темной материи — от $10^{25} до 10^{26}$ секунд. Это значение в десятки миллионов раз превышает возраст нашей Вселенной, и на сегодняшний день эти результаты являются самыми строгими ограничениями.

Таким образом, работа японских ученых открывает новые горизонты в понимании темной материи и ее свойств, подчеркивая важность дальнейших исследований в этой области.