Ученые, работающие в рамках эксперимента LHAASO (Large High Altitude Air Shower Observatory), произвели анализ массива данных, собранного за полтора года наблюдений, и вычислили новые пределы времени жизни тяжелых частиц темной материи, имеющих массу в диапазоне от 105 до 109 ГэВ (гигаэлектронвольт).
Гравитационная модель нашей галактики, галактики Млечного Пути, показывает, что в центральной части присутствует высокая концентрация темной материи. Гамма-лучи, произведенные в результате распада частиц темной материи, проходят до внешних регионов галактики за сотни и тысячи лет. Однако, достаточно долгое время ученые не могли отделить такие гамма-сигналы темной материи из мешанины общего радиационного фона.
Благодаря высокой чувствительности детекторов LHAASO к высокоэнергетическим (более 100 ТэВ) гамма-лучам, этот инструмент способен выделить сигналы тяжелой темной материи из общего фона. По отношению к другим подобным инструментам, LHAASO почти на шесть порядков превосходит их по соотношению сигнал/шум в диапазоне более 100 ТэВ.
Анализ собранного за 570 суток массива данных KM2A, который содержит данные об интенсивности высокоэнергетических гамма-лучей за пределами плоскости галактики, китайские ученые вычислили новое значение предела времени жизни тяжелых частиц темной материи. Это время оказалось в 10 раз больше, чем предыдущее значение и составило приблизительно миллиард триллионов лет (10^21 лет).
Эксперимент LHAASO и производимые наблюдения за гамма-лучами являются весомым дополнением к всеобщей “охоте” на частицы темной материи. Поскольку наблюдения за гамма-лучами продолжаются, то объем собираемых данных увеличится, и в недалеком будущем пределы времени жизни частиц снова будут уточнены. Это же, в свою очередь, станет своего рода “целеуказанием” для других экспериментов, использующими, к примеру, детекторы частиц-нейтрино.
