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

  • 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
  • 27/12/2016

    К 70-летию пуска первого в Евразии ядерного реактора

    ​В НИЦ "Курчатовский институт" прошла 27-я ежегодная конференция Ядерного общества России. Она была посвящена 70-летию пуска первого в Евразии ядерного реактора Ф-1. Форум назывался "Курчатовский институт: от первого реактора Ф-1 до первого национального исследовательского центра".
    1642
  • 03/10/2016

    В России открыт способ осуществления ядерного синтеза с помощью микроорганизмов?

    ​Похоже, случилось невероятное: в России открыта и даже запатентована технология, позволяющая превращать один химический элемент в другой. Трансмутация — так это чудо называют ученые — может открыть новую главу в ядерной физике и новую перспективу в развитии экономики.
    6036
  • 22/03/2017

    Академик Фортов: достижения современной физики помогут развивать здравоохранение

    ​Применение достижений современной физики поможет решать серьезные задачи в здравоохранении, а разработанная с участием Российской академии наук программа "Физика — медицине" позволит объединить усилия академических ученых разных специальностей, заявил глава РАН Владимир Фортов.
    930
  • 26/04/2016

    Ведущие ученые обсудили возможность создания аналога человеческого субъекта

    Крупнейшие специалисты по биологически инспирированным когнитивным архитектурам обсудили возможность конструирования искусственного интеллекта на принципиально новых началах. Исследователи из 15 стран – России, США, Великобритании, Японии, Германии, Франции, Швеции, Италии и других, приняли участие в первой международной научной школе по биологически инспирированным когнитивным архитектурам (БИКА), которая прошла на базе Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ».
    1856
  • 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.
    160
  • 16/10/2018

    В Москве прошла конференция по теплофизическим свойствам веществ

    15 октября в Объединенном институте высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) состоялось открытие 15-й Российской конференции по теплофизическим свойствам веществ. В конференции принимают участие ведущие российские и зарубежные ученые, представляющие фундаментальную и прикладную науку.
    152
  • 13/12/2017

    Российский физик нашел новый способ запустить термоядерную реакцию

    Физик из МГУ и Института прикладной математики РАН доказал, что термоядерную реакцию можно запустить, используя уже существующие ускорители плазмы и магнитные ловушки, что может ускорить создание чистых источников энергии, говорится в статье, опубликованной в журнале Plasma Physics and Controlled Fusion.
    773
  • 25/01/2016

    Российские ученые разработали новую биосенсорную тест-систему для анализа крови

    ​Отныне анализ крови станет не сложнее теста на беременность, благодаря новой разработке исследователей из ИОФ РАН и МФТИ. Речь идет о новой  биосенсорной тест-системе, основанной на применении магнитных наночастиц и предназначенной для очень точного измерения концентрации белковых молекул (например, так называемых «маркеров», которые указывают на начало или развитие заболеваний) в различных образцах, включая непрозрачные или сильно окрашенные жидкости.
    1715
  • 23/05/2016

    Александр Замолодчиков: во многом физики СССР были впереди планеты всей

    ​Выдающийся физик, недавно избранный в состав Национальной академии наук (НАК) США, дал интервью корреспонденту ТАСС, в котором оценил состояние науки в СССР и России.  Александр Замолодчиков - выходец из бывшего Советского Союза, профессор в Университете Ратгерса (штат Нью-Джерси), лауреат множества премий.
    1005