Исследователи открывают новый способ поиска темной материи

28.11.2023 22:04    18

Существование темной материи является древней загадкой в ​​нашей Вселенной. Темная материя составляет около четверти нашей Вселенной, но она не слишком взаимодействует с обычной материей. Существование темной материи было подтверждено рядом астрофизических и космологических наблюдений, в том числе на потрясающих недавних снимках, сделанных космическим телескопом Джеймса Уэбба. Однако на сегодняшний день не сообщалось об экспериментальном наблюдении темной материи. Существование темной материи было вопросом, который астрофизики всего мира исследовали в течение десятилетий.


«Это причина, почему мы проводим исследования в фундаментальной науке, исследуя глубочайшие тайны Вселенной. Большой адронный коллайдер в CERN является крупнейшим когда-либо созданным экспериментом и столкновение частиц, создающих условия, похожие на Большой взрыв, можно использовать для поиска намеков на темной материи», — говорит профессор Дипак Кар из Школы физики Университета Витватерсранд в Йоханнесбурге, Южная Африка.

Диаграмма, иллюстрирующая образование полувидимых струй через посредник t-канала Φ, образуя пару темных кварков, обозначенных q 

Работая в эксперименте ATLAS в CERN, Кар и его бывший доктор философии. Студентка Суканья Синха (сейчас докторант Манчестерского университета) положила начало новому способу поиска темной материи. Их исследование было опубликовано в журнале Physics Letters B.





"За последние несколько десятилетий на коллайдере было проведено множество поисков темной материи, которые сосредотачивались на слабо взаимодействующих массивных частицах, называемых WIMP", - говорит Кар. «WIMPS – это один класс частиц, которые, как предполагают, объясняют темную материю, поскольку они не поглощают и не излучают свет и не сильно взаимодействуют с другими частицами. Однако, поскольку никаких доказательств WIMPS до сих пор не найдено, мы поняли, что поиски темной материи нуждались в смене парадигмы».

Последние новости:  Ученые впервые напечатали электромагнит на почти обычном 3D-принтере

«Нам было интересно, действительно ли частицы темной материи образуются внутри струи частиц стандартной модели», — сказал Кар. Это привело к исследованию новых детекторов, известных как полувидные струи, на которые ученые не обращали внимания.

Столкновения протонов с высокой энергией часто приводят к образованию колмированного спрея частиц, собранных в то, что называют струями, в результате распада обычных кварков или глюонов. Полувидные струи возникнут, когда гипотетические темные кварки распадутся частично на кварки стандартной модели (известные частицы) и частично на стабильные темные адроны (невидимая частица).

Последние новости:  У Урана и Нептуна обнаружили новые спутники

Поскольку они производятся парами, как правило, вместе с дополнительными форсунками стандартной модели, дисбаланс энергии или отсутствующая энергия в детекторе возникает, когда все форсунки не полностью сбалансированы. Направление отсутствующей энергии часто согласуется с одним из полувидимых струй.

Это делает поиск полувидимых струй очень сложным, поскольку эта сигнатура события также может возникать из-за неправильно измеренных струй в детекторе. Новый способ поиска темной материи Каром и Синхой открывает новые направления поиска темной материи.

Последние новости:  Загадочная гигантская волна медленно скользит Млечным Путем

«Хотя моя докторская диссертация не содержит открытия темной материи, она устанавливает первые и достаточно жесткие верхние границы для этого способа производства, и уже вдохновляет на дальнейшие исследования», — говорит Синха.


portaltele.com.ua












+