Физики пришли к неожиданному выводу: детектором для проверки некоторых моделей тёмной материи может стать человек.

Природа тёмной материи остается одной из самых интригующих загадок современной космологии. Гипотетических кандидатов в тёмные частицы предложено уже несколько. Например, макроскопическая тёмная материя может существовать в форме плотных массивных частиц – макросов. Макросы должны быть гораздо более редкими, чем другие гипотетические частицы — вимпы (WIMP — weakly interacting massive particle), но их столкновения с обычной материей могут иметь более сильные последствия.

В статье, размещённой на сайте arxiv.org, американские физики из Кейсовского университета в Кливленде и университета Вандербильта пришли к выводу, что при определённых параметрах макросов их столкновения с телом человека могут привести к серьезным травмам и даже смерти. Ведь вещество макроса может быть таким же плотным, как ядро атома (ρ = 3,6·1014 г/см3), а его масса варьироваться от долей грамма до десятков тонн. А вот столкновения с вимпами, как считают авторы статьи, для человеческого тела практически безвредны.

Предшествующий анализ данных о тёмной материи уже значительно ограничил диапазон возможных значений параметров частиц, поэтому исследователи рассматривали только частицы с массой менее 50 кг, размер которых в среднем около тысячной доли миллиметра. Хотя эти частицы и малы, они движутся со значительной скоростью — порядка 250 км/с. Оценки показали, что последствия столкновения такого макроса с телом человека аналогичны огнестрельному ранению.

Таким образом, человеческое тело может быть использовано как детектор тёмной материи. Если обнаружится достаточное количество характерных «огнестрельных» ранений неизвестного происхождения, то это может свидетельствовать о присутствии макросов. Проще говоря, если существуют достаточно большие макросы, то люди должны эпизодически гибнуть от необъяснимых причин, при этом расследование обнаружит следы от неизвестного оружия. Степень повреждения зависит от кинетической энергии частиц, что позволит оценить их параметры. Если же такие ранения отсутствуют, то частицы с соответствующими параметрами не существуют.

Авторы работы проанализировали данные за последнее десятилетие по США, Канаде и Западной Европе, где имеются надежные данные о том, сколько людей погибло и по каким причинам. Исследователи не обнаружили необъяснимых ранений нужного вида, что привело их к выводу об отсутствии макросов с поперечными размерами свыше 10–8 – 10–7 см2 и массой до 50 кг. Вопрос о воздействии на человека более мелких макросов пока остаётся открытым.