В настоящее время у большинства ученых-физиков и астрофизиков не возникает никаких сомнений по поводу факта существования таинственной темной материи. Согласно собранным учеными данным на долю темной материи приходится пять шестых частей всей материи во Вселенной, но ее нельзя увидеть, пощупать и обнаружить никакими методами, кроме изучения вторичных эффектов ее влияния. В вопросе изучения темной материи ученые из Массачусетского технологического института повернулись к старому принципу, выражаемому известной поговоркой «Если гора не идет к Магомету, Магомет идет к горе». Вместо того, чтобы заниматься поисками неизвестно чего и неизвестно где, ученые сейчас создают установку, в недрах которой будут «рождены» и разобраны на составные части частицы темной материи, изучение которых позволит доказать или опровергнуть существующие теории относительно темной материи.

Как всем хорошо известно, фотон, частица света, не имеет массы покоя. Именно поэтому фотоны света могут двигаться со скоростью света, не нарушая постулат теории относительности Эйнштейна, который гласит о том, что ничего, что обладает массой, не может двигаться со скоростью света. Но в мире экзотических частиц темной материи, согласно некоторым теориям, существует некая частица, которая напоминает фотон света, но обладает при этом некоторой массой. Вероятность существования такой частицы, «массивного фотона», была выведена из расчетов некоторых видов гравитационных взаимодействий, взаимодействий, удерживающих вместе составляющие части вращающихся галактик, которые иначе должны были бы разлететься в стороны под влиянием центробежных сил.

И именно поиски «массивного фотона», имеющего строго определенную энергию, будут главной целью эксперимента DarkLight, предварительная реализация которого уже была начата учеными Массачусетского технологического института.

Следует заметить, что эти поиски будут основываться не только на голой теоретической базе, ученые уже получали первые «намеки» о существовании «массивного фотона» среди результатов проведения других экспериментов.

«Если нам удастся получить доказательства существования "массивного фотона», это без сомнения станет одним из главных открытий века« – рассказывают ученые, – "Существование такой частицы находится вне области наших знаний и вне нашего понимания об устройстве материального мира. И такая частица совершенно не вписывается в рамки Стандартной Модели, основы всей физики элементарных частиц».

Установка эксперимента DarkLight, с помощью которой будут вестись поиски частицы, условно названной «A prime», будет использовать ускоритель частиц, находящийся в Лаборатории Джефферсона. Этот ускоритель вырабатывает очень тонкий луч электронов, заключающий в себе около мегаватта энергии.

«Это – огромная энергия» – пишут ученые, – «Любой материальный объект, помещенный в такой луч электронов, обязательно будет затронут им и разрушен».

Когда в область действия луча электронов попадет «массивный фотон», гипотетическая частица «A prime», она распадется, произведя на свет две другие определенные частицы, имеющие определенное значение энергии.

И именно на поиск этих двух частиц в строго определенных пропорциях будут настроены высокочувствительные датчики установки DarkLight.

Согласно планам,

у ученых займет еще два года подготовка и настройка оборудования эксперимента DarkLight. Еще минимум два года уйдет на сбор данных о миллионах и миллиардах столкновений электронов, в ходе которых будут зарегистрированы очень небольшие аномалии. И только тогда, когда количество собранных данных обеспечит необходимое значение показателя статистической достоверности сигма, можно будет говорить о сделанном открытии.

Несмотря на то, что основной целью проекта DarkLight является поиск гипотетической частицы «A prime», данные, собранные в ходе этого эксперимента, очень хорошо подойдут и для поисков ответов на другие фундаментальные вопросы ядерной физики.

К примеру, этот эксперимент позволит более точно изучить природу процессов, происходящих в звездах, в результате которых объединяются ядра углерода и гелия, производя на свет ядро кислорода.

Ученые считают, что именно таким образом получился весь кислород, который находится сейчас во Вселенной.

Проведение эксперимента DarkLight ведется при поддержке американского Министерства энергетики, а принимают в нем участие ученые из лаборатории ускорителей Jefferson National Accelerator Facility, университета Хемптона в Вирджинии, Аризонского университета, лаборатории ядерной физики Массачусетского технологического института.