Вселенная и тёмная материя

1.

МАОУ СОШ №35
Индивидуальный проект на тему:
«Вселенная и тёмная материя»
Работу выполнила: Шелопугина Вероника Евгеньевна
Руководитель: Савельева Елена Михайловна
г. Улан-Удэ, 2024

2.

• Цель работы: узнать причины существования тёмной материи, её влияние на объекты и
претендентов на роль темного вещества.
• Задачи:
— изучить литературу о вселенной и тёмной материи
— выяснить причины существования тёмного вещества
— рассмотреть претендентов на роль тёмного вещества
• Гипотеза: на основе современных данных можно предполагать, что тёмная материя
существует.
• Актуальность работы: темное вещество одна из загадок вселенной, которая не позволяет
нам приблизиться к пониманию свойств вселенной. Принятие существования темной
материи позволит продолжать исследования в других сферах.

3.

Обнаружение тёмной материи. Парадокс скрытой массы
• Скрытая масса – это вещество, которое
существует во вселенной, но мы не можем
его наблюдать. Она состоит из совершенно
различных по природе компонентов, их два:
тёмное вещество неизвестной нам природы
и барионного, то есть привычного нам
вещества, которое мы пока не можем
обнаружить с нашими технологиями. Эта
масса и называется тёмной материей.

4.

Скопление галактик «Пуля»
• Самый частый и неопровержимый аргумент
при обсуждении существования тёмной
материи. Суть в том, что дваскопления
галактик прошли сквозь друг друга, все
галактики и их содержимое, а основная масса
содержащаяся в них осталась на месте
столкновения.

5.

Опрос
Вы знаете о существовании понятия «тёмная материя»?

6.

Опрос
Имеете представление, что она такое?

7.

Опрос
Как вы считаете, изучение темной материи поможет в понимании свойств
вселенной?

8.

Опрос
Как вы считаете, изучение темной материи поможет в освоении космоса?

9.

Опрос
Как вы думаете, освоение космоса сейчас актуальная тема для исследований?

10.

Прибор для обнаружения тёмной материи
• Чтобы «увидеть» темную материю, нужно создать
особый детектор, который, подобно телескопу, будет
ловить эти трудноуловимые частицы. В эксперименте
DarkSide-20k, направленном на создание такого
устройства, участвуют ученые из России, Италии,
Франции, Польши, Китая и США, которые вместе
образуют коллаборацию DarkSide. Из России в работе
DarkSide принимают активное участие ученые НИУ
БелГУ, а также исследователи из МГУ, ОИЯИ,
Курчатовского института и других организаций. Этот
детектор может выглядеть вот так. BREAD сканирует
большой спектр частот, подобно радиоприёмнику,
который быстро переключается между станциями. Он
ищет тёмную материю в форме гипотетических частиц,
называемых аксионами или тёмными фотонами.

11.

Детектор DarkSide-20k
• Недавно коллаборация DarkSide представила
усовершенствованный алгоритм обработки
сигнала будущего детектора DarkSide-20k,
основанный на гибридной модели,
использующей Байесовские сети и Марковские
цепи. Его применение дает тот же конечный
результат, что и прежние модели, но при
меньшем наборе данных и времени обработки.
Это позволит эффективнее обрабатывать
экспериментальные данные с детектора. Сейчас
строится следующий детектор DarkSide-20k,
чувствительность которого будет на 2–3 порядка
больше, чем у предшественника. По мнению
ученых, это поможет обнаружить нужный
сигнал.

12.

Заключение
В нашей Вселенной существует множество неизвестных вещей, о которых нам предстоит
узнать в будущем и темная материя одна из них. По результатам опроса многие знают о
тёмной материи, но имеют смутное или не имеют вовсе представление о том что она из себя
представляет. Но даже если бы они знали о парадоксе скрытой массы это не объяснило бы им
её свойства.
Для обнаружения частиц составляющих тёмную материю будет изобретён детектор DarkSide20k, он войдет в тройку самых чувствительных детекторов в мире. Сейчас перед белгородской
группой в DarkSide стоит задача разработки специального компактного источника нейтронов,
который смог бы генерировать очень слабый поток частиц, на уровне чуть выше фона,
который необходим для тестирования устройства. Кроме того, ученые БелГУ через два-три
года смогут участвовать в наборе данных в детекторе и его оперативном управлении.
Важно узнать из чего состоит тёмная материя для изучения свойств Вселенной, в частности
это может помочь в межзвёздных перелётах. Если мы будем знать состав материи в которой
находимся, то сможем использовать ее себе во благо, как энергию или сможем избегать её для
более быстрого полёта. Узнав состав тёмной материи мы продвинется далеко вперёд в
освоении космоса.