После того, как в 2021 году ускоритель заряженных частиц
Большой адронный коллайдер
(БАК) вновь будет запущен после обновления и сможет снова
сталкивать частицы друг с другом, ученые надеются, с помощью него
наконец открыть неуловимую темную материю. Физики не одно
десятилетие тщетно пытаются обнаружить частицы темной материи, на
которые приходится основная масса нашей Вселенной. Однако теперь у
исследователей появилась новая цель в этих поисках: относительно
тяжелая и долгоживущая частица, которую можно получить в результате
высокоэнергетических столкновений на БАК.
По мнению некоторых физиков, эта частица время от времени может
взаимодействовать с темной материей. Если эти предположения
подтвердятся, то это может указать исследователям на нужное
направление в поисках неуловимого вещества.
В новой статье,
опубликованной в журнале Physical Review
Letters, говорится о том, как уже установленные на БАК системы, как
системы, способны определить эти долгоживущие частицы. Их
называются долгоживущими потому, что двигаются они медленнее, а
существуют дольше, чем другие частицы, получаемые в экспериментах
на коллайдере.
Указывается, что основная проблема заключается в том, как
выявить событие их появления среди остальных частиц. Как
указывается
в пресс-релизе, опубликованном на сайте
Phys.org, все это происходит в считанные наносекунды. При этом
каждую секунду внутри 27-километрового БАК в рамках экспериментов
сталкиваются более миллиардов частиц, и каждое такое столкновение
производит еще большее количество субатомных обломков,
выбрасываемых во всех возможных направлениях
Обновление БАК должно существенно упростить процесс обнаружения
нужных частиц.
«Мы ожидаем, что вкупе с теми инструментами, что уже установлены
на БАК, новый метод позволит повысить шансы на обнаружение
долгоживущих частиц более чем на один порядок», — комментирует
научный сотрудник Чикагского университета Цзя Лю.
Экспериментаторы уже работают над сооружением новой ловушки.
Когда БАК в 2021 году снова запустят после десятикратного повышения
его светимости, все три главных датчика будут использовать новую
систему.
«Мы думаем, что потенциал эффективности системы возрастет
многократно», — добавляет Лю.
«Если эти частицы там, то мы просто обязаны найти способ их
обнаружения. Обычно ключом к ответу является правильно заданный
вопрос», — добавляет физик Льян Тао Ван из того же Чикагского
университета.
Комментарии