Большой адронный коллайдер начинает охоту за темной материей

Европейская лаборатория физических исследований ЦЕРН заявила, что планирует новый эксперимент по поиску частиц, связанных с темной материей, которая, как предполагают, составляет около 27% Вселенной. Эксперимент будет проводиться там же, где расположен Большой адронный коллайдер — гигантская лаборатория в 27-километровом туннеле на французско-швейцарской границе. Его задачей станет поиск «легких и слабо взаимодействующих частиц».

Ученые говорят, что так называемая обычная материя — из которой состоят звезды, газы, пыль, планеты и все, что на них — составляет лишь пять процентов Вселенной.

Но темная материя и темная энергия составляют все остальное, и ученые пока не наблюдали их непосредственно.

Невидимая для телескопов темная материя представляет собой загадочную субстанцию, которая воспринимается по своему гравитационному воздействию на другие объекты в космосе.

В 2010 году БАК начал сталкивать протоны высоких энергий между собой на скоростях, близких к скорости света. Эти столкновения порождают новые частицы и дают физикам возможность понять законы физики наглядно, а значит и лучше понять вселенную.

Но четыре основных детектора БАК не подходят для поиска таких легких и слабо взаимодействующих частицах, как те, что связывают с темной материей.

«Они могут преодолевать сотни метров, не взаимодействуя с каким-либо материалом, прежде чем превратиться в известные и обнаруживаемые частицы — электроны или позитроны. Возможно, экзотические частицы покидают существующие детекторы и остаются незамеченными.

Чтобы решить эту проблему, в ЦЕРН разработали новый инструмент — FASER — который может осуществлять высокочувствительный поиск и обнаруживать такие частицы.

«Хотя протоны в пучках частиц будут изгибаться вокруг магнитов на БАК, легкие и очень слабо взаимодействующие частицы будут продолжать двигаться по прямой линии, а их «продукты распада» сможет обнаружить FASER», говорится в заявлении.

Цель БАК — найти гипотетические частицы, включая так называемые темные фотоны и нейтралино, которые также ассоциируются с темной материей. Эксперимент будет проводиться в период с 2021 по 2023 год.