Группа итальянских и испанских физиков представила свою интерпретацию данных эксперимента ARCADE , важная роль в которой отводится частицам тёмной материи — вимпам .

Целью ARCADE были радионаблюдения довольно большого участка неба — кольца радиусом в 30 и шириной в 20 градусов — на частотах в 3–90 ГГц. Завершив измерения и обработав их результаты, учёные обнаружили неожиданно мощный изотропный (ненаправленный) компонент излучения. Теоретики пытались связать этот космический «радиошум» со сверхновыми, квазарами, обычными звездообразующими галактиками, но особых успехов не добились .

Измерительная аппаратура ARCADE поднимается на заданную высоту в ~35 км (иллюстрация НАСА / ARCADE / Roen Kelly).

Авторы новой работы показали, что измерения ARCADE легко моделируются при учёте аннигиляции вимпов, которая должна приводить к образованию электронов и позитронов. Последние и становятся источниками «радиошума», перемещаясь по искривлёнными магнитным полем траекториям и испуская синхротронное излучение . Аналогичный эффект появления «дополнительных» заряженных частиц можно получить в модели, описывающей распады вимпов.

Интересно, что вимпы, лучше всего подходящие для описания данных ARCADE, имеют относительно малую массу в ~10 ГэВ. Такие параметры хорошо согласуются с результатами экспериментов DAMA , CoGeNT и CRESST , направленных на прямую регистрацию частиц тёмной материи, но противоречат сообщениям некоторых других коллабораций ( XENON100 , CDMS-II ), не обнаруживших никаких следов лёгких вимпов. Совсем недавно мы также рассматривали астрофизические оценки массы вимпа по данным гамма-телескопа « Ферми », исключавшие область малых масс.

Поскольку вимпы остаются чисто теоретической конструкцией, многие параметры которой можно варьировать, коллеги авторов не считают новую интерпретацию убедительной, отмечая при этом её простоту и стройность. Возможно, истинность предложенной модели подтвердят будущие наблюдения на радиотелескопе SKA , который должен приступить к работе в 2020-м.

Область неба, изученная ARCADE. Плоскость Млечного Пути проходит по центру изображения. (Иллюстрация НАСА / ARCADE.)

Полная версия отчёта будет опубликована в журнале Physical Review Letters ; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv .