Необычное исследование провели физики-теоретики из университета
Мичигана (University of Michigan). Они решили выяснить, как тёмная
материя воздействует на атомы в человеческом теле.
Оказалось, что мы
испытываем столкновения с гипотетическими частицами тёмной материи
значительно чаще, чем считалось ранее, – примерно раз в минуту.
Напомним, что физики до сих пор пытаются детектировать частицы
гипотетической материи, но, так как не известна форма взаимодействия
тёмной материи с обычной (барионной), сделать это не так-то просто.
Учёные
"придумали" эту невидимую материю, чтобы объяснить гравитационное поле
галактик и галактических кластеров. Считается, что тёмная материя
составляет около 80% массы Вселенной. Физики называют гипотетические
частицы этой формы материи "вимпами" (WIMP или Weakly Interacting
Massive Particle, то есть "слабовзаимодействующие массивные частицы").
"Вимпы"
должны были появиться с рождением Вселенной, как и другие формы
материи. Если два "вимпа" сталкиваются, они аннигилируют — вся их масса
обращается в энергию. Правда, по мере расширения Вселенной "вимпы"
рассыпались по пространству и теперь почти не взаимодействуют между
собой. Некоторые модели предполагают, что в наше время миллиарды вимпов
пробегают сквозь Землю и её жителей каждую секунду.
Впрочем, как было сказано выше, никто на сегодняшний день не смог поймать гипотетические частицы тёмной материи.
Тем не менее, теоретики полагают, что вимпы могут иногда взаимодействовать с атомными ядрами, в том числе в человеческом теле.
"До
того как мы начали эту работу, мы полагали, что один "вимп" соударяется
с одним ядром какого-либо атома в клетках человека раз в жизни, а
оказалось, что раз в минуту", — рассказывает Катрин Фрис (Katherine
Freese), профессор Центра теоретической физики университета Мичигана.
Исследователи
оценили массу и распространённость вимпов разных типов и подсчитали,
какова вероятность соударения этих частиц с ядрами атомов в человеческом
теле. "Мы знали, как проводить такие расчёты, просто не использовали их
в таких неординарных целях", — комментирует Кристофер Савадж
(Christopher Savage), постдок университета Стокгольма.
В
результате учёные выяснили, что вимпы с большей вероятностью будут
"встречаться" с атомами кислорода и водорода. Так как организмы людей
состоят в основном из воды (а молекула воды состоит из двух атомов
водорода и одного кислорода), то у нас есть масса шансов повстречаться с
гипотетическими вимпами.
Некоторые типы частиц тёмной материи "посещают" тело человека массой 70 килограммов 10 раз в год, другие – сони тысяч раз в год.
Впрочем,
выводы данного исследования не должны напугать людей, полагают учёные.
Так как гипотетические частицы тёмной материи практически не
взаимодействуют с нормальной материей, столкновения, происходящие в теле
людей, не представляют опасности для здоровья. (Не говоря уже о том,
что само существование "вимпов" до сих пор не доказано.)
Другое
дело — столкновение частиц тёмной материи друг с другом – в процессе
аннигиляции выделяется значительное количество энергии. "Каждая из них
имеет массу в сотню раз большую, чем у протона. Соударение приводит к
выделению энергии в 200 раз большей, чем масса протона. А это уже не
мало", — говорит Фриз.
Если аннигиляция двух "вимпов" произойдёт
внутри человека, может произойти мутация, которая может оказаться
вредоносной. "Но шансы такого происшествия очень низки", — добавляет
Фрис.
Подробнее о моделях и расчётах учёных рассказывает статья,
которая появится в журнале Physical Research Letters (а пока можно
ознакомиться с препринтом статьи на сайте arXiv.org).
Любопытно,
что данное исследование вышло на фоне сообщения других учёных, которые
установили, что в окрестностях Солнечной системы тёмной материи нет.
http://planeta.moy.su/
