Експериментът CDMS използва пет „кули” с по шест детектора във всяка. Снимка: МИТ

Една от големите загадки на модерната наука е свързана с търсенето на тъмната материя, която за съвременните физици е нещо като философския камък за средновековните алхимици - знае се, че принципно може да съществува, знае се и горе-долу как изглежда, но никой не може да го открие (повече тук и тук). Смята се, че тъмната материя изгражда около 25% или една четвърт от Вселената, но досега никой не е могъл да каже „ето, това е тъмна материя, намира се там и там”. В края на декември миналата година екип от учени съобщиха, че са открили вероятно доказателство за съществуването на две частици от тъмна материя, засечени от детектори, разположени в бивша желязна мина в Минесота.

Десетилетия наред учените градят теории за тъмната материя („обикновената” барионна материя изгражда едва 4.5% от Вселената), твърдейки че тя е нещо като своеобразно космическо лепило, което кара галактиките да не се разпаднат. Да се открие тъмна материя обаче е изключително трудно, защото нейните частици не поглъщат или отразяват светлина, взаимодействат много слабо с други частици и на практика взаимодействат само гравитационно с „обикновената” материя. Именно в търсене на тъмната материя бе създаден митичният експеримент за Нискотемпературно търсене на тъмна материя (Cryogenic Dark Matter Search - CDMS), откъдето дойде и новината, че може би тъмната материя най-сетне е открита.

Световните медии, които имат научни страници, веднага гръмнаха с новината, но учените са доста по-скептични, още повече, че имат горчивия опит от Италия през миналата година, когато отново „уж” откриха тъмна материя. „Резултатите от този анализ не могат да бъдат интерпретирани като важно доказателство за взаимодействия с тъмната материя, но не можем да кажем и обратното”, е твърде витиеватото и предпазливо обяснение на Лоурън Хсю от лабораторията „Ферми”, която също участва в CDMS.

Самият експеримент CDMS продължава вече шест години да търси т.нар. уимпи (Слабо взаимодействащи тежки частици, Weakly Interacting Massive Particles - WIMPs) или иначе казано частиците на тъмната материя. Учените смятат, че уимпите трябва да са основна градивна частица на тъмната материя и да бъдат около сто пъти по-тежки от „обикновените” протони. А ако учените от CDMS наистина са успели да регистрират такива частици, то това би довело до корекции в някои от основните закони и уравнения на съвременната физика и астрономия, което всъщност би било една (не)малка научна революция.

Физиците от CDMS в Минесота използват специални детектори, в които са разположени преохладени германиеви кристали. В научното съобщение от декември се казваше, че от целия уловен от детекторите шум са отделени два сигнала, наличието на които може да бъде обяснено със съществуването на уимпи. Откритието не е резлутат от нов експеримент, а от обработката на данни, събрани през 2007 г. и 2008 г.

И въпреки тържествените медийни публикации сериозните учени си остават скептични. Един от известните американски астрофизици Уве Оберлак твърди, че учените от CDMS просто в продължение на шест години събират данни и то на такова ниво на чувствителност на апаратурата, че трябва да си безумен късметлия, за да регистрираш каквото и да било. Сред по-оптимистично настроените е физикът теоретик Джоузеф Ликън, който смята, че полученият сигнал не е прост шум и най-малкото учените са успели да зафиксират „нещо”. Остава открит обаче въпросът какво е това „нещо” и как да се интерпретират данните, за да се получи задоволителен научен резултат.

Въобще всичко около тъмната материя е доста тъмно напоследък, макар че учените са свикнали с това, защото тази област на физиката никога не е била много „светла”. През 30-те години на миналия век ученият Фриц Зуики от Калифорнийския технологичен институт предлага въвеждането във физиката на тъмната материя като начин да се обясни несъответствието между предполагаемата маса и изпусканата светлина от един галактичен куп. Скоростта на звездите във външните ръкави на въртящите се галактики позволява на астрономите да изчислят каква маса би трябвало да съдържа съответната галактика в съгласие с приетата теория на гравитацията. Същевременно се оказва, че в тези галактики няма достатъчно видима материя, която да създаде необходимите гравитационни сили, които задържат звездите в рамките на галактиката да не се разлетят в открития космос. Именно затова физиците се спират на теорията за тъмната материя, която допълва масата до необходимото количество.

Единствената алтернатива на теорията за тъмната материя е да се допусне, че има фундаментална грешка в гравитационната теория, така както е формулирана от Нютон и по-късно доработена от Айнщайн. Естествено, има физици, които предлагат алтернативни гравитационни теории, но нито една от тях не е приета от по-широк кръг учени. Ако бъде потвърдено съществуването на тъмната материя, това ще консолидира основите на нейната теория, твърди Пол Шехтър от Масачузетския технологичен институт. „Докато не бъде открита тъмна материя, винаги ще съществува възможността да се окаже, че теорията на гравитацията е погрешна”, добавя Шехтър пред сайта на университета. Което може би звучи доста невероятно за всеки гимназист, който от собствен опит знае колко болезнена може да бъде гравитацията, когато те спънат на мач на кварталното игрище. Но което не променя факта, че търсенето, и намирането, на тъмната материя си остава едно от най-големите предизвикателства пред съвременната наука.