Еще в 1930-х годах астрономы заметили, что галактики движутся намного быстрее, чем должны были, исходя из наблюдаемой массы. Расчеты показали, что в действительности они содержат намного больше массы, чем можно увидеть с помощью телескопов. Этот гипотетический невидимый материал получил название темная материя.
С тех пор астрономы пытаются определить, из каких частиц она состоит. Считалось, что она может состоять из темных фотонов, аксионов, слабо взаимодействующих массивных частиц (WIMP), макрочастиц с массами в масштабе карликовой планеты и даже типа скалярных частиц старше, чем Большой взрыв. Однако попытки доказать существование хотя бы одной из этих частиц не увенчались успехом.
Аксионы — это гипотетическая элементарная частица, которая не является дискретной, а действует как волны, текущие по всему пространству и редко взаимодействующие с нормальной материей. В частности, аксионы, как предполагается, имеют слабые, но гипотетически обнаруживаемые взаимодействия с электричеством и магнетизмом.
Главной целью нового эксперимента являлась проверка взаимодействия аксионов с антиматерией, а не с фотонами, электронами или другими частицами, с которыми работают другие исследователи.
В ходе эксперимента исследователи использовали так называемую ловушку Пеннинга — область с особой конфигурацией магнитных и электрических полей, заставляющих обычные ионы и частицы антиматерии двигаться по волнистой линии, закрученной в кольцо. Целью опыта было выяснить, отклоняется ли так спиновая прецессия — качание своеобразной магнитной оси антипротона — от предсказаний классических физических теорий.
Опыт показал, что аксионов, с высокой долей вероятности, не существует, говорится в исследовании.
Мы планируем повысить точность замеров спиновой прецессии антипротона, что позволит нам наложить еще более строгие ограничения на симметрию свойств антиматерии и обычной материи. Это сделает поиски следов темной материи еще более прицельными.
Стефан Альмер, ведущий автор исследования
Ранее группа канадских физиков предложила новую теорию, согласно которой, Большой взрыв не только привел к созданию нашей Вселенной, но и к «антивселенной», полностью состоящей из нестабильной антиматерии.