Насколько я понимаю, эксперименты по прямому обнаружению тёмной материи основаны на идее, что тёмная материя взаимодействует с обычной материей, просто у неё очень маленькое поперечное сечение. Пока подтвержденного обнаружения нет.
Есть ли вообще доказательства того, что темная материя вообще не гравитационно взаимодействует с обычной материей ? То есть возможно ли, что темная материя существует, но ее буквально никогда нельзя обнаружить, потому что каждое поперечное сечение негравитационного взаимодействия точно равно нулю?
Если есть доказательства, то какие? Если нет никаких доказательств, почему эта гипотеза никогда не принимается всерьез?
Связанный: есть ли какие-либо доказательства существования темной материи помимо гравитационных эффектов? и Почему физики предполагают, что темная материя слабо взаимодействует? Однако ни один из вопросов явно не касается гипотезы о том, что темная материя не взаимодействует без гравитации.
Есть некоторые постоянные аномалии, которые можно объяснить негравитационными взаимодействиями темной материи. Например, Fermi-LAT — это эксперимент по непрямому обнаружению (т. е. эксперимент, который ищет остатки распада темной материи, произошедшего далеко от Земли), и в настоящее время он сообщает об избытке гамма- лучей . Время от времени появляются заявления о том, что нетривиальные взаимодействия с темной материей улучшают работу симуляций галактик. Избыточное охлаждение астрофизических объектов, таких как белые карлики , также «намекает» на темную материю, которая может уносить лишнюю энергию. Наконец, есть даже некоторые эксперименты по прямому обнаружению, такие как DAMA, которые утверждают, что видят взаимодействия темной материи.
Однако эти аномалии, как правило, не имеют четкого направления и часто исчезают. В большинстве случаев все, что они отражают, — это неполное понимание астрофизики. Так что вы совершенно правы: гипотеза по умолчанию, если вы астрофизик, состоит в том, что темная материя не имеет негравитационных взаимодействий.
Но физики элементарных частиц исследуют другую проблему: они пытаются объяснить, из чего состоит темная материя и как она сюда попала. Это всегда происходит в рамках конкретных моделей. Никакой эксперимент по прямому обнаружению просто не ищет «темную материю» как таковую; вместо этого они ищут конкретных кандидатов в темную материю.
Самые продолжительные эксперименты по прямому обнаружению ищут частицы, масса которых примерно в сто раз больше массы протона и взаимодействия которых в основном электрослабые. Это конкретное предположение связано с тем, что такие кандидаты в темную материю существуют во многих суперсимметричных расширениях Стандартной модели, которым отдавали предпочтение по другим причинам. В таких моделях вы автоматически получаете взаимодействия темной материи; вы не можете избавиться от них, если вы целенаправленно не сведете взаимодействие к нулю. Более того, когда вы прогоняете числа, вы обнаруживаете, что такие модели автоматически производят нужное количество темной материи в ранней Вселенной, результат, известный как чудо вимпов.. (Производство — еще одна причина, по которой вам нужны взаимодействия; вы можете просто постулировать, что получаете нужное количество, изменив начальные условия, но было бы лучше объяснить, почему.)
В наши дни внимание привлекает более широкий круг кандидатов в темную материю, что приводит к большому количеству дешевых экспериментов по прямому обнаружению, нацеленных на конкретные взаимодействия каждого кандидата. Все, кто работает в этой области (которая составляет менее 1% физики в целом), прекрасно понимают, что всех этих кандидатов могло не быть, и что все предприятие могло быть полностью обречено с самого начала. Но это верно для любой научной деятельности; именно этот риск делает его захватывающим в первую очередь!
пользователь4552
Очарование
пользователь4552
Невероятный 2