Физики из Института ядерных исследований РАН доказали, что темная материя может объединяться в своеобразные капли размером со звезду, если ее частицы достаточно легкие и пушистые. Взрывы таких капель могут быть источниками загадочных "радиосигналов пришельцев", говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

"В своей работе мы на компьютере провели имитацию движения газа квантовых частиц легкой темной материи, изначально сильно перемешанных и взаимодействующих друг с другом посредством гравитации. Через очень большой промежуток времени они самостоятельно образовали конденсат, который тут же свернулся в сферическую каплю", — отмечает Дмитрий Левков из Института ядерных исследований РАН в Москве.

Загадки пустоты

Практически все ученые уверены в существовании темной материи, однако ее свойства, помимо очевидного гравитационного влияния на галактики и их скопления, остаются предметом споров среди астрофизиков и космологов. Довольно долго предполагалось, что темная материя сложена из сверхтяжелых и холодных частиц-вимпов, никак не проявляющих себя и только притягивающих видимые скопления материи.

Безуспешные поиски вимпов в последние два десятилетия заставили многих теоретиков считать, что темная материя на самом деле может состоять из так называемых аксионов — сверхлегких частиц, похожих по массе и свойствам на нейтрино. Другие исследователи предполагают, что она может походить не на частицы, а на жидкость или же состоять из разных компонентов, один или несколько из которых могут постепенно распадаться.

Как передает пресс-служба Российского научного фонда, Левков и его коллеги Александр Панин и академик Игорь Ткачев открыли новую экзотическую форму организации темной материи, изучая, как будет вести себя диск из аксионной или любой другой легкой темной материи в типичной карликовой галактике, где почти нет видимой материи. 

Физики обратили внимание на то, что на гравитационные взаимодействия частиц будут сильно влиять различные квантовые процессы. Благодаря особой природе аксионов квантовые взаимодействия между ними будут происходить на очень больших расстояниях, сопоставимых с дистанциями между звездами, что необходимо учитывать при просчете свойств и поведения легкой темной материи. 

Российские ученые создали математическую модель, учитывающую эти взаимодействия и то, как на темную материю влияют флуктуации гравитационного поля, "промотали" время вперед и проследили за тем, как изменится распределение темной материи в подобных галактиках, изначально заполненных ею случайным образом.

Темные звезды

Расчеты показали удивительную вещь. Если отдельные аксионы были достаточно легкими, а сама галактика относительно небольшой, то темная материя начинала объединяться в своеобразные капли наподобие так называемого конденсата Бозе — Эйнштейна.

Это необычная форма материи, одновременно похожая на газ и жидкость. Она состоит из множества частиц, но ведет себя как один атом и обладает типичными атомными свойствами из-за того, что все ее компоненты занимают самый низкий энергетический уровень.

Аналогичные структуры, как показали расчеты Левкова и его коллег, могут возникать в космосе из частиц темной материи исключительно под действием силы притяжения, формируя объекты, которые физики называют "Бозе-звездами". Чем меньше масса отдельных аксионов, тем быстрее будут возникать такие структуры. 

Если они существуют, то их следы можно будет заметить в виде мощных радиовспышек или своеобразных взрывов, возникающих после того, как внутри "звезды" накопится достаточно много аксионов.

Следами этих процессов, как предполагают российские физики, могут быть загадочные "сигналы инопланетян" — так называемые FRB-вспышки, а также другие необъяснимые внегалактические радиовсплески, открытые в последние годы.

Источники

Российские физики открыли новое необычное свойство темной материи
Real Armenia (lratvakan.com), 16/10/2018
Российские физики открыли новое необычное свойство темной материи
Newsmir.info, 16/10/2018
Российские физики открыли новое необычное свойство темной материи
Новости@Rambler.ru, 16/10/2018
Российские физики открыли новое необычное свойство темной материи
РИА Новости, 16/10/2018
Российские физики открыли новое необычное свойство темной материи
Москва-ТуТ (moskva-tyt.ru), 16/10/2018
Российские физики увидели, как темная материя образует капли
Газета.Ru, 16/10/2018
Российские физики открыли новое необычное свойство темной материи
Земля. Хроники жизни (earth-chronicles.ru), 16/10/2018
Российские физики открыли новое необычное свойство темной материи
Российская академия наук (ras.ru), 16/10/2018
Russian Physicists Observe Dark Matter Forming Droplets
Beforeitsnews.com, 22/10/2018
Физики ИЯИ РАН открыли новое свойство темной материи
Научный портал MSAU.RU, 07/11/2018

Похожие новости

  • 22/07/2016

    Новосибирские и московские физики получили случайную генерацию в висмутовых волоконных световодах

    В журнале Scientific Reports группы Nature опубликована статья российских физиков. В ней впервые продемонстрирован случайный волоконный лазер на основе висмутового активного световода, имеющий уникальные выходные характеристики.
    1405
  • 25/09/2018

    Физики измерили намагниченность диэлектрика за одну триллионную долю секунды

    Коллектив ученых из России, Германии, Швеции и Японии разработал способ изменить намагниченность диэлектрика, воздействуя на него сверхкороткими лазерными импульсами. Ученым удалось добиться времени изменения намагниченности в одну пикосекунду – это в 100 раз меньше, чем предполагалось ранее.
    156
  • 15/05/2018

    Новый российский гибридный реактор соберут в Курчатовском институте к концу года

    ​Гибридный реактор, который может в перспективе заменить АЭС, ученые научно-исследовательского центра Курчатовский институт соберут к концу 2018 года, физический пуск установки запланирован на 2020 год.
    350
  • 06/11/2018

    Российские физики разработали новую микроволновую антенну

    ​Ученые из Университета ИТМО совместно с коллегами из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН предложили новую микроволновую антенну, которая создает однородное магнитное поле в большом объеме и позволяет синхронизировать электронные спины группы дефектов в структуре наноалмаза.
    87
  • 16/10/2018

    Профессор Ильдар Габитов: электроника зашла в тупик

    ​Фотонный компьютер, Wi-Fi из лампочки, материалы-невидимки, боевые лазеры и сверхчувствительные сенсоры... Все это плоды одной и той же науки - фотоники. О том, почему именно свет сегодня стал объектом изучения чуть ли не для половины физиков во всем мире, "Огоньку" рассказал профессор Сколтеха Ильдар Габитов.
    153
  • 04/10/2018

    Физики впервые получили спиновый ток при помощи лазера

    Исследователи из Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе РАН в сотрудничестве с зарубежными коллегами впервые показали, что с помощью сверхкоротких лазерных импульсов можно генерировать гигагерцовый спиновый ток.
    322
  • 15/08/2018

    Описаны механизмы увеличения энергии электронов в химических реакциях

    ​Ученые описали, как можно увеличить энергию электронов в ходе химических реакций. Принципы этого процесса используются в химическом синтезе, однако детально их ранее не исследовали. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ и опубликована в журнале Angewandte Chemie.
    257
  • 08/06/2017

    Объявлены лауреаты Госпремии 2016 года за выдающиеся достижения в области науки и технологий

    ​​Объявлены лауреаты Государственной премии Российской Федерации 2016 года за выдающиеся достижения в области науки и технологий. Указ об этом опубликован на официальном сайте Президента РФ. Госпремию вручат нефтяникам, врачам и астрофизикам​.
    1565
  • 20/07/2018

    Физики из России создали «лампочку» из оптоволокна, работающую в космосе

    ​Российские ученые создали прототип оптоволоконных источников света, способных работать в космосе и не разрушаться под действием радиации. "Инструкции" по их сборке были опубликованы в Journal of Lightwave Technology.
    235
  • 18/08/2017

    Российские и французские ученые разработали уникальный детектор нейтронов

    ​Ученые из Объединенного института ядерных исследований вместе с коллегами из Орсе (Франция) разработали уникальный детектор нейтронов и с его помощью определили вероятность радиоактивного (нейтронного) распада атомных ядер легких химических элементов.
    641