Tyrinėtojai, požeminėse laboratorijose dešimtmečius ieškantys tamsiosios materijos, skelbia intriguojančius rezultatus. Bet abejonių, ar ši paslaptinga medžiaga apskritai egzistuoja, nemažėja.

Tikisi proveržio

Visata turi paslaptingos galios, kuri jungia galaktikas. Ši jėga stipresnė už dešimčių tūkstančių Saulių gravitaciją. Vienintelė problema ta, kad tiesioginių jos egzistavimo įrodymų nėra.

Šią nematomą medžiagą fizikai vadina tamsiąja materija. Manoma, kad ji sudaro daugiau nei 80 proc. visos materijos. Ji palieka tik pėdsakus ir užuominas apie savo egzistavimą. Bet mokslininkai tikisi, kad jau netrukus viskas pasikeis.

"2012-ieji gali tapti tamsiosios materijos metais, – sakė Rafaelis Langas, vairuodamas išsinuomotą automobilį Italijos Abrucų regiono keliais. – Netrukus mes bent jau žinosime, ar einame teisingu keliu, ar turime ieškoti kur nors kitur."

Jungtinių Valstijų Purdue universiteto fizikas atvyko į Italiją ieškoti atsakymų.

Eksperimentai tunelyje

Prieš 30 metų 2900 m aukščio Gran Saso kalnų masyve buvo išgręžtas 10 km ilgio tunelis. Čia mokslininkai bando išaiškinti tamsiosios materijos paslaptis.

Tunelio viduryje šviečia išėjimo ženklas. R.Langui išlipus iš automobilio, suveikė sirena, bet vyriškis žinojo slaptažodį.

"Aš esu dalelių fizikas", – tarė jis itališkai, ir vartai atsidarė. Apsaugos darbuotojai patikrino jo tapatybę.

"Čia jautiesi lyg filme apie Džeimsą Bondą", – juokavo R.Langas, užsidėdamas šalmą.

Fiziko žingsniai aidėjo, kai jis žingsniavo tuneliu pro begalę eksperimentinės įrangos. Gran Saso nacionalinėje laboratorijoje eksperimentus atlieka beveik 1 tūkst. mokslininkų iš 32 šalių. Technikai mėlynomis uniformomis prasilenkdami vienas su kitu zuja plačiais koridoriais, veždami vagonėlius ir krautuvus.

Dalelės vaiduokliai

Šį mėnesį Stokholme maždaug tūkstantis mokslininkų dalyvaus Marcelio Grossmanno susitikime, kur viena pagrindinių temų bus tamsioji materija. Ant kortos pastatyta daug: prestižas, tyrimų finansavimas ir iš dalies netgi visos dalelių fizikos kaip mokslo šakos reputacija.

Iš tiesų mokslininkai neturi bendros nuomonės, kas yra tamsioji materija. Daugelis ją apibrėžia kaip nežinomą masyviųjų dalelių rūšį. Vienintelis daugiau ar mažiau aiškus dalykas yra tas, kad be galaktikos tamsioji materija negalėtų egzistuoti. Gausybės žvaigždžių ir jų planetų gravitacinių jėgų nepakaktų kartu besisukančių žvaigždžių grupėms išlaikyti. Tik tamsioji medžiaga neleidžia, sakykime, Paukščių Tako žvaigždėms išsibarstyti tarsi neprisisegusiems pašėlusios karuselės keleiviams.

Mokslininkai įtaria, kad atsakymas gali slypėti vadinamosiose silpnai sąveikaujančiose masyviosiose dalelėse (WIMP). Jos gali būti sunkesnės už stambiausius žinomus atomus, bet tarpusavyje beveik nesąveikauja.

Šių dalelių nemato kameros ir detektoriai, bet jų turėtų būti visur aplink mus. Milijardai tokių dalelių kiekvieną sekundę pralekia per žmones, pastatus ir planetas tarsi vaiduokliai.

Prieštaringi rezultatai

WIMP tapo karštų ginčų objektu, Stokholmo susitikime dėl to irgi turėtų būti daug diskusijų. Renginyje turėtų dalyvauti Romos universiteto profesorė Rita Bernabei, kuri Gran Saso tunelyje atlieka eksperimentą, vadinamą DAMA. Jau keletą metų mokslininkė tvirtina, kad jai pirmai pavyko pagauti ir išmatuoti tamsiosios materijos daleles, bet kolegos mokslininkai smarkiai tuo abejoja.

R.Barnabei aiškina, kad Žemė, sukdamasi aplink Saulę, kurį laiką juda ta pačia kryptimi kaip ir masyvios nematomos dalelės, o kurį laiką – prieš jų srautą. Mokslininkės skaičiavimais, didžiausias Žemės greitis šio srauto atžvilgiu būna maždaug birželio 2 d.

Jau ne pirmus metus nuo ankstyvo birželio profesorės detektoriai fiksuoja daugiau dalelių susidūrimų. DAMA eksperimento mokslininkai tam tikru tikslumu apskaičiavo WIMP svorį – jis maždaug toks pat kaip helio atomų. Bet faktas, kad svoris yra gerokai mažesnis, nei mano daugelis teoretikų, gali reikšti viena iš dviejų: skaičiavimo klaidą arba Nobelio premiją.

Profesorės R.Barnabei kolegoms įtarimų kelia ir tai, kad DAMA detektoriai fiksuoja gerokai daugiau tamsiosios materijos dalelių, nei prognozavo teoretikai. Kritikai teigia, kad DAMA mokslininkai iš dalelių jūros traukia daug pašalinės informacijos ir kad detektoriai tiesiog fiksuoja vasarą kaitinančios saulės poveikį.

Pėdsakų nerado

Ieškodami tamsiosios materijos mokslininkai atlieka dar dešimtis eksperimentų visame pasaulyje. Su Gran Saso laboratorija konkuruoja senoje geležies kasykloje JAV Minesotos valstijoje dirbantys mokslininkai. Jie matuoja puslaidininkio kristalų deformaciją, kurią sukelia WIMP. Vienas detektorius esą jau užfiksavo tamsiosios materijos dalelių.

Iš urvų išlindę mokslininkai Stokholme pristatys savo eksperimentų rezultatus, bet vargu ar jie sugebės įtikinti mokslinę bendruomenę.

La Sillos observatorija šiemet balandį pranešė nuviliančią žinią: ištyrę 400 žvaigždžių judėjimą mokslininkai nerado jokių tamsiosios materijos požymių. Durhamo universiteto profesorius Carlosas Frenkas Stokholme taip pat nenudžiugins. Jo kompiuterinio modeliavimo rezultatai rodo, kad tamsioji materija yra gerokai šiltesnė ir turi daugiau energijos – jeigu ji iš viso egzistuoja.

"Dėl šio atradimo paaukojau daug miego", – prisipažino C.Frenkas. Dabar jis abejoja, ar tamsiąją materiją kada nors pavyks rasti. Mokslininkas mano, kad galaktikų gyvavimą galiausiai bus galima paaiškinti pakoregavus gravitacijos dėsnius, kaip siūlo vadinamoji modifikuota Niutono dinamika.