Оказывается, для поиска темной материи нужны не только гигантские ускорители и мощные телескопы. Ученые из Virginia Tech выяснили, что древние породы, возраст которых насчитывает миллиарды лет, тоже могут хранить следы этого загадочного вещества.
Идея искать темную материю в старинных породах, известная как палеодетекция, впервые возникла еще в 1980-х годах. Смысл в том, что породы, сохранившиеся с самого формирования Земли, могли когда-то подвергаться взаимодействию с темной материей. Это, возможно, оставило специфические следы в их кристаллической структуре.
Особый интерес вызывает гипотетический тип темной материи, известный как WIMP (слабо взаимодействующая массивная частица). WIMP считаются практически неуловимыми, так как взаимодействуют с обычной материей только через гравитацию и слабое ядерное взаимодействие. Тем не менее, если они сталкиваются с ядром атома, то могут передавать ему энергию, которая оставляет след в кристаллической решетке.
Однако такой подход сталкивается с двумя проблемами. Первая — это поиск подходящих пород. Вторая — возможные ложные сигналы от радиоактивных элементов, таких как уран, что усложняет процесс обнаружения.
Для решения этих проблем команда планирует использовать морские галиты — осадочные породы, образованные из морской воды, которые практически не содержат урана. Это позволяет исключить радиоактивные помехи, упрощая поиск сигналов темной материи. Исследователи также задействуют метод микровизуализации, обычно применяемый для изучения мельчайших структур, чтобы создать трехмерные модели изменений в кристаллах.
Уже сейчас ученые создают 3D-модели треков частиц в синтетическом кристалле фторида лития, чтобы определить возможные типы сигналов. Сам фторид лития не станет основным материалом для обнаружения темной материи, но позволит точно настроить оборудование и методику.
Патрик Хубер, физик из Virginia Tech, готовится открыть новую лабораторию, где его команда начнет эксперименты с древними породами, надеясь, что этот метод поможет обнаружить следы темной материи. Возможно, эти исследования приблизят нас к разгадке тайны, скрывающейся в недрах Земли.
