После обновлений БАК может найти темную материю

Когда в 2021 году Большой адронный коллайдер (БАК) снова будет запущен и начнет опять сталкивать частицы друг с другом, есть вероятность, что он сможет указать на темную материю.

Долгие годы ученые пытались зарегистрировать невидимые частицы, из которых состоит большая часть вещества во Вселенной. Однако теперь у исследователей появилась новая цель в этих поисках: относительно тяжелая и долгоживущая частица, которую можно получить в результате высокоэнергетических столкновений на БАК. Некоторые физики считают, что эта частица время от времени взаимодействует с темной материей. Если прогнозы подтвердятся, это укажет ученым на нужное направление в поисках неуловимого вещества.

В исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Letters, описывается, как системы, которые уже были установлены на БАК, могут зарегистрировать эти долгоживущие частицы — их прозвали так из-за того, что движутся они медленнее, а существуют дольше, чем другие частицы, получаемые в экспериментах на коллайдере.

Все это происходит в считаные наносекунды, отмечается в пресс-релизе Чикагского университета. Также говорится, что это уже удавалось зарегистрировать на БАК, а после обновлений будет сделать еще проще.

Главная проблема — выявить события появлений этих частиц среди остальных. В ходе экспериментов ежесекундно на 27-километровом БАК происходит более миллиарда столкновений, каждое из которых выбрасывает субатомные обломки во всех возможных направлениях.

«Мы ожидаем, что этот метод повысит чувствительность к долгоживущим частицам более чем на один порядок — при помощи методов, уже доступных на БАК», — говорит Цзя Лю, научный сотрудник Чикагского университета.

Кроме того, экспериментаторы работают над сооружением ловушки. Когда БАК снова запустят в 2021 году после десятикратного повышения его светимости, все три главных датчика будут использовать новую систему, на которую ученые возлагают большие надежды по части совершения новых открытий.

«Если эта частица там, мы просто обязаны найти способ ее обнаружения, — говорит Льян Тао Ван, физик из Чикагского университета. — Обычно ключ — в правильном вопросе, который необходимо задать».