Скелі віком у мільярди років можуть приховувати темну матерію

Дослідники вважають, що стародавні скелі, які існують ще з часу утворення Землі, можуть зберігати відбитки одного з найбільших космічних таємниць — темної матерії. Ідея полягає в тому, що протягом мільярдів років частки темної матерії, можливо, взаємодіяли з атомами цих порід, залишаючи сліди у вигляді структурних змін, які тепер, за допомогою передових технологій, вчені можуть виявити.

Цей підхід, відомий як палеовиявлення, пропонує зазирнути в глибоке минуле нашої планети для пошуку доказів існування темної матерії, пише видання Interesting Engineering.

Науковий співробітник Virginia Tech, Всеволод Іванов, пояснює: коли частинка темної матерії (якщо вона існує) потрапляє у скелю, відбувається міні-вибух — ядро атома відскакує і залишає за собою порожнечу у кристалічній решітці. І саме ці «шрами» від таких зіткнень вчені тепер прагнуть знайти.

У центрі уваги дослідників — гіпотетична частинка темної матерії, відома як WIMP (слабко взаємодіюча масивна частинка). Вона взаємодіє з речовиною через гравітацію і слабку ядерну силу, що робить її надзвичайно важкою для виявлення. Але якщо такі частинки дійсно залишають відбитки у кристалічній структурі скель, це може стати проривом у розумінні природи темної матерії.

Однак у дослідженні є свої труднощі. Стародавні породи часто містять радіоактивні елементи, які можуть створювати «шум», схожий на той, що очікується від темної матерії. Щоб уникнути плутанини, команда планує використовувати осадові породи з низьким вмістом урану, відомі як морські галіти, які є стабільнішими і менш схильними до радіоактивного фону.

Патрік Хубер, фізик з Virginia Tech, уже розпочав моделювання високошвидкісних «слідів» частинок у штучних кристалах, створюючи 3D-реконструкції з можливими структурними деформаціями. Наступний крок — експериментально перевірити цю методику на зразках древніх порід.

Команда сподівається, що цей новий підхід допоможе виявити, чи дійсно Земля зазнала впливу темної матерії протягом своєї 4,6-мільярдної історії. І якщо відповідь позитивна, це може відкрити нову еру в розумінні Всесвіту.