Fizikai: žmogaus audiniai su tamsiąja medžiaga susiduria kas minutę

Vargu ar bereikia priminti, jog tamsioji medžiaga yra viena didžiausių moderniosios fizikos mįslių. Stebėjimai daugelyje laboratorijų jau ne vieną dešimtmetį liudija, jog didžioji visatos dalis turėtų būti sudaryta iš žmogaus akiai nematomos tamsiosios medžiagos. Tiesa, kol kas niekam nėra pavykę jos aptikti.

Viena iš realesnių kandidačių į tamsiosios medžiagos vardą yra substancija, vadinama WIMP (angl. – „weakly interacting massive partical“) – silpnai sąveikaujančios masyviosios dalelės. Tokių dairosi daugybė Europos ir JAV observatorijų. Kai kuriose yra pavykę atrasti šį tą žadančių požymių, tačiau likusiose jokiais atradimais kol kas nekvepia.

Nepaisant to, nemaža dalis kosmologų iš esmės sutaria, jog kosminėje erdvėje egzistuoja tamsiosios medžiagos dalelių halas, kurį skrodžia ne tik mūsų gimtoji planeta, bet ir visa Saulės sistema. Katerina Fryz (Katherine Freese) iš Mičigano universiteto (JAV) ir Christoferis Savadžas (Christopher Savage) iš Stokholmo universiteto (Švedija) moksliniame straipsnyje pamėgino pasamprotauti, ką tokia tamsiosios medžiagos sąlyga galėtų reikšti mūsų kūnams.

Kiek yra žinoma, paprastai tamsioji medžiaga neturėtų sąveikauti su įprastine materija – priešingu atveju, šie procesai būtų matomi ir registruojami. Tai reiškia, jog dauguma tamsiosios medžiagos dalelių tiesiog persmelkia mūsų kūnus ir keliauja sau toliau. Tiesa, pasirodo, jog kai kurios iš jų gali sąveikauti su ląstelėse esančiais deguonies ir vandenilio branduoliais bei keisti jų energines bei sūkio charakteristikas.

Mokslininkai skaičiavimuose priėmė domėn 70 kg sveriančio žmogaus kūno parametrus ir, remdamiesi DAMA, CoGeNT ir CRESST eksperimentų duomenimis, pamėgino paskaičiuoti, kiek tamsiosios medžiagos dalelių galėtų per tokį kūną keliauti. Pasirodo, kas sekundę mūsų kūnus persmelkia milijonai aukšta energija pasižyminčių WIMP dalelių, tačiau ląstelėse minėtų cheminių elementų branduolius kliudo mažiau nei 10 iš jų per vienerius metus. Mažesnės energijos WIMP dalelės su kūno molekulėmis sąveikauja žymiai dažniau – asmuo per metus patiria maždaug 100 tūkst. tokių susidūrimų. Arba maždaug po vieną per minutę.

Ką tai reiškia? Žmogaus sveikatos aspektu – gal ir nieko: kosminė ir saulės spinduliuotė mūsų kūnus veikia taip pat nuolatos, ir tie spinduliai organizmui turėtų būti gerokai žalingesni. Tačiau įdomu pastebėti, jog, tam tikra prasme, visi mes galėtume būti… savotiškais tamsiosios medžiagos dalelių detektoriais?

Tyrimo rezultatai publikuojami arXiv.org astrofizikos skiltyje.