Dabar, kai mokslininkai rado Higso bozoną, didysis hadronų kolideris ieškos dar labiau neįmanomo tikslo: tamsiosios medžiagos. Mus supa tamsi materija ir tamsi energija - nematomos medžiagos, kurios jungiasi su galaktikomis, bet ne atiduoda save. Naujasis darbas aprašo novatorišką tamsiosios medžiagos paieškos metodą naudojant didžiojo hadronų kolliderį, išnaudojant palyginti lėtą potencialios dalelės greitį.
- „Salik.biz“
Tamsusis tamsiosios materijos pasaulis
„Mes tikrai žinome, kad yra tamsus pasaulis ir jame yra daugiau energijos nei mūsų“, - sako Lien-Tao Wong, Čikagos universiteto fizikos profesorius, tiriantis signalų paiešką dideliuose dalelių greitintuvuose, tokiuose kaip LHC. Darbas buvo paskelbtas „Physical Review Letters“.
Nors tamsusis pasaulis sudaro daugiau nei 95% visatos, mokslininkai žino apie jo egzistavimą tik pagal jo turimus padarinius - kaip poltergeistas, kuris matomas tik tada, kai kažkas juda ant lentynos arba kai mirksi lemputė. Pavyzdžiui, mes žinome apie tamsiosios materijos egzistavimą, nes matome jos gravitacinį poveikį - tai padeda mūsų galaktikoms nesiskleisti.
Teoretikai mano, kad yra viena ypatinga tamsiosios dalelės rūšis, galinti periodiškai sąveikauti su įprasta materija. Jis bus sunkesnis ir truks ilgiau nei kitos žinomos dalelės - iki vienos dešimtosios sekundės. Pasak mokslininkų, kelis kartus per dešimtmetį tokia dalelė gali būti pagauta protonų susidūrimų LHC metu, kurie vyksta ir yra matuojami nuolat.
„Ypač įdomi galimybė yra tai, kad šios ilgaamžės tamsiosios dalelės yra kažkaip susijusios su Higso bozonu - kad Higgsas iš tikrųjų yra portalas į tamsųjį pasaulį“, - sako Wongas, nurodydamas paskutinius dalelių fizikus, aptiktus grandiozinėje visatos veikimo teorijoje. … Higso bozonas buvo aptiktas LHC 2012 m. "Galbūt Higsas iš tikrųjų gali skilti į šias ilgaamžes daleles".
Vienintelė problema yra atskirti šiuos įvykius nuo kitų; 27 kilometrų LHC metu įvyksta daugiau nei milijardas susidūrimų per sekundę, kiekvienas iš jų išskiria subatominį purškimą į visas puses.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Mokslininkai pasiūlė naują paieškos metodą, naudodami vieną konkretų tokios tamsios dalelės aspektą. „Jei jis toks sunkus, jam gaminti reikia energijos, todėl impulsas nebus didelis - jis važiuos lėčiau nei šviesos greitis“, - sako pirmoji tyrimo autorė Jia Liu.
Dėl šio vėlavimo jis išsiskirs iš likusių dalelių. Norint rasti daleles, kurias ji gamina, mokslininkams reikia tik patobulinti sistemą. Skirtumas yra nanosekundės diapazone - viena milijardoji sekundės dalis - ar mažiau. Bet LHC jau turi pakankamai protingų detektorių, kad galėtų panaudoti šį skirtumą; Neseniai atliktas tyrimas, kuriame buvo panaudoti duomenys, surinkti iš paskutinio susidūrimo įrenginio paleidimo, parodė, kad šis metodas turėtų veikti, be to, detektoriai taps dar jautresni būsimam atnaujinimui.
„Mes tikimės, kad šis metodas padidins mūsų jautrumą ilgaamžiškoms tamsioms dalelėms keliais laipsniais - kartu panaudojant LHC jau turimas galimybes“, - sako Liu. Eksperimentatoriai jau dirba kurdami spąstus. Kai 2021 m. LHC vėl įsijungs, padidėjus dešimčiai kartų daugiau šviesos, visuose trijuose pagrindiniuose detektoriuose bus įdiegta nauja sistema.
„Mes manome, kad yra didelis atradimų potencialas. Jei yra dalelė, turėsime būdą ją išgauti “.
Ilja Khel