Темные кварки и полувидимые струи: новый взгляд на темную материю

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Рассуждения | Оффтопик

Темная материя — одна из самых таинственных и неразрешенных проблем современной физики. Она составляет около четверти нашей Вселенной, но не излучает и не поглощает свет, а также слабо взаимодействует с обычной материей, из которой состоят звезды, планеты и мы сами. Как же тогда ее обнаружить и изучить?

Существование темной материи подтверждается множеством космических наблюдений, в том числе на новейшем космическом телескопе Джеймса Уэбба, который позволяет увидеть самые далекие и древние объекты Вселенной. Однако ни один наземный эксперимент пока не смог зарегистрировать частицы темной материи, которые, по предположению, должны пролетать сквозь нас и нашу планету.

В поисках темной материи ученые используют различные подходы и гипотезы. Одна из самых популярных — это представление о том, что темная материя состоит из слабо взаимодействующих массивных частиц, или WIMPs. Эти частицы не входят в состав стандартной модели физики элементарных частиц, которая описывает все известные нам силы и материю. Поэтому физики пытаются найти следы WIMPs в столкновениях протонов на Большом адронном коллайдере в CERN — самом мощном ускорителе частиц в мире.

Однако все попытки обнаружить WIMPs оказались безуспешными, что заставило исследователей искать альтернативные сценарии. Один из них был предложен группой физиков из Южной Африки и Великобритании, работающих на эксперименте ATLAS в CERN. Они предположили, что темная материя может состоять из темных кварков — аналогов обычных кварков, из которых состоят протоны и нейтроны. Темные кварки могут образовывать темные адроны — аналоги обычных адронов, но со своими силами и свойствами.

Диаграмма, иллюстрирующая рождение полувидимых струй
Автор: Physics Letters B (2023). DOI: 10.1016/j.physletb.2023.138324 Источник: phys.org

Темные адроны могут быть стабильными и не распадаться на другие частицы, поэтому они могут быть кандидатами на темную материю. Однако темные кварки могут также частично распадаться на обычные кварки, которые в свою очередь образуют струи — коллимированные потоки частиц, возникающие при распаде кварков и глюонов. Такие струи можно зарегистрировать в детекторе ATLAS. Если же темные кварки распадаются не полностью, то получаются полувидимые струи — сочетание видимых и невидимых частиц.

Поиск полувидимых струй — это новый способ искать темную материю на коллайдере. Он требует от исследователей высокой точности измерений и сложных анализов данных. Пока что результаты поиска полувидимых струй не показали наличия темной материи, но установили ограничения на ее возможные параметры. Это важный шаг в понимании природы темной материи и ее связи с обычной материей.

Поиск темной материи — это одна из самых захватывающих и перспективных областей фундаментальной науки. Он позволяет нам заглянуть за границы стандартной модели и исследовать самые глубокие тайны Вселенной. Кто знает, может быть, именно на Большом адронном коллайдере мы сможем найти ответ на вопрос: что же такое темная материя?

4 комментария

1
Ну, пришло время ЦЕРНу получать закрываться на реконструкцию и получать очередные 2 ярда грантовых ЕВРО? Пиар-компания открыта?
А как же разные Хиггсы из нестандантартной модели? Уже не впечатляют Урсулу?
Что-то нет новостей из Брукхейвена о потверждении открытия и обычного Хиггса
A
В Брукхейвене никогда не было очень мощного ускорителя. Там больше ориентировались на получение новых трансурановых элементов. И их ускорителя хватило на получение c-кварка, но это было очень давно. У штатов был теватрон, но он давно остановлен, хотя обработка результатов все еще идет. Вот та машинка была очень серьезной. Получить t-кварк — это не мышка пукнула. Но у теватрона не было ни энергии, ни светимости, сравнимой с LHC, что позволяло делать только косвенные оценки параметров Хиггса. Если бы аналог LHC делали в России — теватрон бы нормально модернизировали, а тут Европа.
И не так уж дорого модернизировать ускоритель. Во всяком случае, намного дешевле производства истребителей, танков и прочих авианосцев.
Т
Истребители танки и прочие авианосцы это гарантия что никто не начнет против вас очередную сво
A
Тогда объясните мне, темному, почему сразу после распада СССР и соответствующего закрытия нескольких крупных ускорительных проектов, США тоже моментально прикрыли все свои аналогичные программы, но при этом не закрыли программы по ускорителям тяжелых ионов и созданию трансурановых элементов? Причина банальная — в Дубне аналогичные программы остались в работе. То есть там, где оставалась конкуренция с «вероятным противником» — научные программы продолжались. Можете глянуть на таблицу Менделеева — в ней все наглядно видно.
P.S. При создании LHC не надо было копать подземное кольцо. В нем до LHC отработали два укорителя — LEP (для исследования Z-бозона) и LEP2 (для исследования W-бозонов).

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Квантовая запутанность в частотной области: новый подход к квантовой информации

В мире квантовой механики, где частицы ведут себя непредсказуемо и загадочно, ученые постоянно ищут новые способы понять и использовать эти странные свойства. Одной из таких загадок является...

Еще одни российские часы от блогера, или как я сделал свои часы и почему решил с ними расстаться

Партнерские проекты между блогами и производителями нередки уже даже в России, и я давно вынашивал мысль попробовать свои силы в часовом дизайне. Причем, в дизайне в первую очередь. И в последнюю!...

Типы док-станций для роботов-пылесосов: сравнение и обзор

Как и у любой техники, у роботов-пылесосов есть ряд недостатков, один из которых — необходимость регулярно опорожнять пылесборники и заменять салфетки для влажной уборки. Именно здесь на...

Проточный водонагреватель: чем отличается от бойлера, и что учесть при покупке

На носу период отключения горячей воды и отопления, поэтому многие задумываются о покупке водонагревателей. В этой статье я решил рассмотреть менее популярную их разновидность, а именно проточные...

Обзор компьютерного корпуса APNX C1

APNX, новый суббренд Aerocool, который расшифровывается как «Advanced Performance Nexus». Продукция данного бренда представлена пока небольшим ассортиментом товаров для персональных компьютеров и...

Заглянуть за пылевую завесу: ученые создают 3D-карту магнитных полей в межзвездной среде

Звезды, подобно маякам, мерцают в бескрайней темноте космоса. Но их свет несет в себе не только информацию о самих звездах, но и о пространстве, которое он преодолел. В этом свете, подобно...