Higgsin bosoni: portaali "pimeään maailmaan"?

Nyt kun tiedemiehet ovat löytäneet Higgsin bosonin, BigHadron Collider etsii vielä vaikeampaa tavoitetta: tummaa ainetta. Meitä ympäröi tumma aine ja tumma energia - näkymättömät aineet, jotka sitovat galakseja, mutta eivät anna itsensä pois. Uusi teos esittelee innovatiivisen menetelmän, jolla Large Hadron Collider etsii pimeää ainetta mahdollisen hiukkasen suhteellisen hitaan nopeuden hyödyntämisen vuoksi.

Pimeän aineen pimeä maailma

"Tiedämme varmasti, että on olemassa pimeä maailma jasiinä on enemmän energiaa kuin meissä ”, sanoo Chicagon yliopiston fysiikan professori Lien-Tao Wong, joka tutkii signaalien etsintää suurissa hiukkaskiihdyttimissä, kuten LHC: ssä. Teos julkaistiin Physical Review Lettersissa.

Vaikka pimeä maailma on yli 95% maailmankaikkeudesta,Tiedemiehet ovat tietoisia sen olemassaolosta vain sen vaikutuksilla, kuten poltergeistillä, joka näkyy vain, jos jokin liikkuu hyllyllä tai kun valo vilkkuu. Tiedämme esimerkiksi pimeän aineen olemassaolosta, koska näemme sen gravitaatiovaikutuksen - se auttaa galaksejamme olemaan hajottamatta osiin.

Teoreetit uskovat, että on olemassa yksi erityinen lajitumman hiukkasen, joka voi säännöllisesti olla vuorovaikutuksessa tavallisten aineiden kanssa. Se on vaikeampaa ja kestää pidempään kuin muut tunnetut hiukkaset - jopa kymmenesosa sekunnista. Tiedemiehen mukaan tällainen partikkeli voidaan tarttua useaan kertaan vuosikymmenen ajan LHC: n protonien törmäyksissä, joita esiintyy ja mitataan jatkuvasti.

"Yksi erityisen mielenkiintoinen mahdollisuus onettä nämä pitkäkestoiset tummat hiukkaset liittyvät jotenkin Higgsin bosoniin - että Higgs on itse asiassa pimeän maailman portaali ”, Wong sanoo viittaamalla fysiikkojen viimeiseen hiukkaseen, joka on maailmankaikkeuden suuri teoria. Higgsin bosoni löydettiin LHC: ssä vuonna 2012. "Ehkä Higgs voi todella hajota näihin pitkäikäisiin hiukkasiin."

Ainoa ongelma on seerottaa nämä tapahtumat muusta; 27 km: n LHC: ssä yli miljardi törmäystä esiintyy sekunnissa, ja kukin niistä lähettää sub-atomisia roiskeita kaikkiin suuntiin.

Tutkijat ovat ehdottaneet uutta tapaa etsiä,käyttäen yhtä tiettyä sellaisen tumman partikkelin aspektia. "Jos se on niin raskasta, sen tuotanto vaatii energiaa, joten impulssi ei ole suuri - se siirtyy hitaammin kuin valon nopeus", kertoo tutkimuksen ensimmäinen tekijä Jia Liu.

Tämä viive vie sen erilleen.muut hiukkaset. Tutkijoiden tarvitsee vain korjata järjestelmä etsimään tuotettuja hiukkasia. Ero on nanosekunnissa - yksi miljardi sekuntia - tai vähemmän. Mutta LHC: llä on jo riittävästi kehittyneitä ilmaisimia eron saamiseksi; hiljattain tehty tutkimus, jossa käytettiin keräilijän viimeisellä käynnistyksellä kerättyjä tietoja, osoitti, että tämän menetelmän pitäisi toimia, ja ilmaisimet tulevat entistä herkemmiksi tulevan modernisoinnin jälkeen.

”Odotamme tämän menetelmän kasvavanherkkyys pitkään eläville pimeille hiukkasille usealla suuruudella - samalla kun käytetään BAC: ssa jo olevia ominaisuuksia, Liu sanoo. Kokeilijat työskentelevät jo nyt ansaan. Kun LHC kytkeytyy uudelleen päälle vuonna 2021, sen jälkeen, kun valoisuus on nostettu 10 kertaa, kaikki kolme pääanturia on varustettu uudella järjestelmällä.

”Mielestämme löytymiselle on suuria mahdollisuuksia. Jos on hiukkasia, meillä on tapa purkaa se. ”

Ajattele, löytää? Kerro meille keskusteluissamme.