Знание-сила, 2006 № 08 (950) (Журнал «Знание-сила») - страница 14

Другим кандидатом на роль главной составляющей темного вещества является так называемый «аксион». Существование этой экзотической частицы, тоже отсутствующей в «стандартной модели», предсказывается другой новой теорией, а именно — теорией «сильного», или кваркового, взаимодействия (той самой, за которую недавно была присуждена очередная Нобелевская премия по физике). А именно, кварки, из которых состоят частицы атомного ядра — протоны и нейтроны, — располагаются в этих частицах так, что электрически нейтральный нейтрон должен на самом деле представлять собой слабый электрический диполь. Так называют систему, состоящую из положительного и отрицательного зарядов, расположенных на некотором расстоянии друг от друга: система в целом электрически нейтральна, но поскольку заряды сдвинуты один относительно другого, их электромагнитные поля не компенсируются полностью и система в целом имеет небольшое «дипольное» поле. Благодаря этому она способна излучать электромагнитные волны, если ее заряды то сближаются, то отдаляются. Эксперименты, однако, показали, что дипольное поле нейтрона много меньше, чем предсказывается теорией сильного взаимодействия. Чтобы сохранить теорию (а она очень хорошо объясняет многие другие явления), оказалось необходимым постулировать существование особой частицы, которую назвали аксионом.

Сохранение теории сильного взаимодействия требует определенных свойств аксиома. В свободном пространстве он должен иметь очень малую массу (примерно в 1000 раз меньше массы электрона). Хотя и нейтральный, он в то же время должен быть способным взаимодействовать с сильными магнитными полями, быстро распадаясь на два высокоэнергичных фотона, соответствующих ренгтеновскому диапазону электромагнитного спектра. Проще говоря, в сильном магнитном поле аксион должен распадаться, выбрасывая два ренгтеновских луча. В области с очень большой гравитацией — например, близко к поверхности звезд — могут существовать более массивные, но зато очень коротко живущие аксионы. Их распад в магнитном поле звезды должен сопровождаться нагревом внешней части звезды, ее «атмосферы», до очень высоких температур. Не этим ли объясняется загадка высоконагретой (свыше 1 миллиона градусов) «короны», окружающей наше Солнце?

Поскольку в отсутствие магнитных полей аксионы не взаимодействуют с обычным веществом, их скопления, возникшие на ранних этапах жизни Вселенной, тоже могут претендовать на роль «темного вещества». Но вблизи галактического центра, где наверняка существуют сильнейшие магнитные поля, должен идти непрерывный распад тяжелых аксионов с таким же непрерывным выбрасыванием ренгтеновского излучения. И действительно — в последнее время такое рассеянное ренгтеновское излучение, идущее из галактического центра, уже обнаружено. Но вызвано ли оно аксионами, пока сказать нельзя.