Несколько лет назад вимпы (от англ. WIMP, Weakly Interacting Massive Particle) казались идеальными кандидатами на роль темной материи. Ученые полагали, что они вот-вот перестанут быть гипотетическими и их обнаружат. Но случилось как раз обратное — исследования последних лет исключили сразу несколько классов этих частиц. Вместе с количеством видов вимпов существенно сократились и варианты их обнаружения.

Однако, результаты эксперимента AMS-02, проведенного на МКС, возвращают вимпам надежду. В ходе исследования космического излучения с помощью альфа-магнитного спектрометра ученые к своей полной неожиданности обнаружили следы антигелия.

Дело в том, что по большей части антивещество было создано во время Большого взрыва, а после возникает только в ходе весьма специфических событий. Если антивещество появляется в межзвездном пространстве, это означает, что произошло нечто особенное. Одним из объяснений могут быть вимпы. В теории, когда две этих частицы встречаются, они иногда аннигилируют, выделяя энергию и создавая частицы вещества и антивещества.

Проверив несколько моделей вимпов, ученые установили, что некоторые особенности наблюдаемой картины трудно объяснить известными астрофизике феноменами. Теоретические предсказания говорят, что даже несмотря на то, что космические лучи могут создавать античастицы путем взаимодействия с газом в межзвездном пространстве, количество антиядер, в особенности, антигелия, должно быть крайне маленьким. Ученые предполагали, что будут детектировать одно подобное событие раз в несколько десятков лет, но в ходе эксперимента AMS-02 зафиксировали сразу около десятка. Это на несколько порядков превышает стандартные предсказания о взаимодействиях космического излучения. Вимпы — правдоподобное объяснение такому необычному событию.

Мало того, в ходе AMS-02 ученые наблюдали два определенных изотопа антигелия: антигелий-3 и антигелий-4. Последний намного тяжелее и более редкий. Науке известно, что с ростом массы появление более тяжелых ядер становится все менее вероятным, особенно в ходе естественных процессов. Другими словами, вимпы объясняют лишь появление антигелия-3. Причиной антигелия-4 должна быть другая, более экзотическая частица, сообщает EurekAlert.

Согласно стандартной модели физики элементарных частиц, процесс распада каона на заряженный пион и пару «нейтрино-антинейтрино» происходит чрезвычайно редко: менее одного случая на каждые 10 млрд. Коллаборация NA62 разработала и оптимизировала процесс наблюдения за распадом каона. В ходе проведенного эксперимента признаков отклонения от стандартной модели обнаружено не было, хотя намеки на это имеются.