Самый Большой В Мире Атом-Сокрушитель Может Быть Настроен На Охоту На Частицы «Темного Мира»

{h1}

Когда он вновь откроется в 2021 году, большой адронный коллайдер должен быть в состоянии обнаружить редкие частицы с возможными связями с миром темной материи и энергии.

Самый большой в мире атом-сокрушитель может быть настроен на охоту на частицы «Темного мира»: мира

Ученые могут по-новому взглянуть на физический «темный мир».

В новой статье физики-теоретики говорят, что у них есть новый план поиска теоретических частиц, который до сих пор никогда не наблюдался. Эти частицы, называемые долгоживущими частицами, или НЛП, могут быть окном в темную материю и темную энергию, которые вместе составляют 95% Вселенной. Темная материя оказывает гравитационное воздействие на обычную материю, и считается, что темная энергия вызывает ускорение расширения вселенной. Но ни то, ни другое нельзя наблюдать непосредственно, потому что любое взаимодействие, которое они имеют со светящимся веществом вселенной, является слабым, сказал Чжэнь Лю, доктор наук из Университета Мэриленда.

«Они не разговаривают с нами», - сказал WordsSideKick.com один из исследователей, который работает над новым планом.

Но LLP могли бы предоставить возможность темному миру общаться с более светлым. А Лю и его коллеги полагают, что, настроив некоторые из детекторов крупнейшего в мире атомного взрывателя, Большого адронного коллайдера (LHC), недалеко от Женевы, Швейцария, физики смогут найти их. [11 самых больших вопросов без ответов о Dark Matter]

Параллельные миры

«Темный мир», также известный как «скрытый сектор», описывает набор гипотетических частиц, которые выходят за рамки Стандартной модели физики. (Стандартная модель объясняет протоны, нейтроны, электроны и все странные субатомные частицы, которые сопровождают их, такие как кварки, мюоны, нейтрино и бозон Хиггса.)

По словам Лю, если вся «нормальная» материя находится в одной долине, темный мир находится в параллельной долине на один гребень. Требуется огромное количество энергии, чтобы подняться на этот хребет, поэтому частицы в долине темного мира сильно взаимодействуют друг с другом, но лишь незначительно с частицами на другой стороне горы. Но некоторые частицы могут пройти через этот энергетический барьер из темного мира в тот, с которым мы обычно сталкиваемся, через процесс, называемый квантовым туннелированием. Эти частицы, вероятно, не будут эквивалентами темной материи стабильных частиц, таких как протоны или нейтроны, сказал Лю, но, возможно, будут более похожи на более нестабильные частицы Стандартной модели.

Это те туннельные частицы, которые исследователи заинтересованы найти. Но эти частицы, если они существуют, редки, сказал Лиантао Ван, физик-теоретик из Чикагского университета. LHC бросает протоны друг в друга с головокружительной скоростью, производя 1 миллиард столкновений в секунду. Эти столкновения разбивают протоны на огромное количество известных частиц стандартной модели. Для ученых, ищущих скрытый сектор, все эти частицы - просто шум. Ван сказал, что частицы, которые их интересуют, могут появляться лишь несколько раз за десятилетие.

Новый путь

Ван, вместе с Лю и их коллегой Цзя Лю являются авторами новой статьи, опубликованной 3 апреля в журнале Physical Review Letters, в которой предлагается способ мельком увидеть эти редкие частицы.

Все сводится к времени. По словам Вана, LLP должны быть массивными и громоздкими по сравнению с частицами стандартной модели, которые LHC создает в больших количествах. По словам Лю, их медлительность объясняется большим энергетическим барьером, который им приходится преодолевать, чтобы произвести впечатление на мир нормальной материи. Но темп их улитки также полезная функция для физиков. Большинство элементарных частиц в LHC движутся со скоростью света и быстро распадаются. Например, бозон Хиггса исчезает всего за 10–22 секунды, превращаясь в набор более устойчивых частиц. [Фотографии: крупнейший в мире атомар Smasher (LHC)]

ВЛП, тем не менее, должен жить медленно - до одной десятой секунды, сказал Ван. Они также путешествуют медленнее, чем скорость света. Следовательно, настройка детекторов LHC для поиска частиц, которые поступают в датчики с опозданием, должна быть ключом к их обнаружению.

«Это очень простая идея, - сказал Ван, - но она оказывается удивительно эффективной».

Лю сказал, что некоторые из этих корректировок произойдут естественно с обновлениями LHC, которые продолжаются в настоящее время. По его словам, коллайдер частиц снова откроется в 2021 году с детекторами, которые смогут измерить время прибытия частицы в 10 раз точнее, чем в настоящее время. Оттуда, по его словам, это всего лишь несколько настроек программного обеспечения, чтобы воспользоваться возможностями LHC и убедиться, что экспериментальные физики, которые используют коллайдер, отдают приоритет поиску. Теперь, как сказали Ван и Лю, они и их коллеги-экспериментаторы проводят серию встреч, чтобы убедиться, что все на одной странице.

«Это произойдет», - сказал Лю.

  • Странные кварки и мюоны, о боже! Крошечные частицы природы рассеяны
  • Что это? Ответы на ваши вопросы по физике
  • 18 раз квантовые частицы взорвали наши умы

Первоначально опубликовано на Живая Наука.





RU.WordsSideKick.com
Все права защищены!
Перепечатка материалов разрешена только с простановкой активной ссылки на сайт RU.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RU.WordsSideKick.com