Големият адронен колайдер ще търси тъмната материя

Учените, работещи на Големия адронен колайдер, предсказват близкото откриване на нова частица, която според тях представлява по-голям интерес от неуловимия Хигс бозон.

Пускът на Големия адронен колайдер след спирането му за модернизация се очаква през март. Ускорителят ще може да сблъсква частици на още по-висока енергия.

Благодарение на това учените планират за първи път да уловят така наречените суперсиметрични частици, или глуино. Ако те се появят в колайдера, това ще бъде първото емпирично потвърждение за съществуването на тъмна материя, която теоретично е предсказана в рамките на приетия от научната общественост модел на Вселената.

„Вероятно това ще се случи тази година. Ако ни провърви, то вероятно в края на лятото“, казва професор Беат Хайнеман от научната група Atlas, изследваща частиците в Големия адронен колайдер.

„Надяваме се, че се намираме на прага на откритието на друг свят, такъв като например антиматерията. Антиматерията е била открита в края на миналия век и вероятно ние ще успеем да открием суперсиметричната материя“, добавя изследователката.

Тази теза прозвучала при изказването на Хайнеман на годишната конференция на Американското дружество за развитие на науката.

Колкото по-надълбоко в гората

Свойството суперсиметрия допълва Стандартния модел и описва фундаменталното взаимодействие между частиците, съставящи Вселената.

Съюзите, както съкратено наричат това понятие физиците, запълват празнините в Стандартния модел, явяват се негова основа и обединяват всички сили на природата.

Според тази теория всяка частица има „по-тежък“ аналог, суперсиметричен близнак. Така за нямащата маса частица фотон се предвижда тежката частица фотино. На кварките – съставни части на протоните и неутроните, от които се състоят атомните ядра – съответстват скварки.

Но при ускорение на насрещните лъчи частици на по-ниски енергии не са открити никакви следи от тези теоретично предсказани частици. Това значително смущава привържениците на Стандартния модел.

С увеличаването на енергията на колайдера двойно се появи надежда, че доказателства за съюзите все пак ще бъдат открити.

Учените очакват да видят глуино в достатъчно за изследване количество. Глуиното е суперпартньор на глуона, който свързва кварките в протоните и неутроните.

Но учените не могат да ги видят, те очакват да открият само следи от глуино, по които да пресъздадат частицата като цяло.

Най-главното – този остатъчен продукт, който се надяват да фиксират учените, трябва да съдържа неутралино, най-леката и стабилна суперчастица. Според теорията именно тя се явява главна съставка на тъмната материя и ще помогне да се реши проблемът със скритата маса, която е необходима за обясняване на връзката между галактиките, но не се установява с помощта на телескопи.

„Това откритие ще преобърне света – казва проф. Хайнеман, – за мен то е много по-впечатляващо от бозона на Хигс.“

Другата страна

Ако всички очаквания се оправдаят това ще означава не само победа на привържениците на Стандартния модел, но и пробив за науката като цяло, ясно указание за това в каква посока трябва да върви изследването на тъмната материя.

Д-р Майкъл Уилямс от Масачузетския технологичен институт отбелязва: „Често говорим за частицата на тъмната материя, сякаш тя е единствена, но толкова е правдоподобно тъмната материя да е също толкова интересна за изследване, както и нормалната материя, която се състои от множество частици. Напълно е вероятно тъмната материя да се състои от същото количество частици или дори по-голямо.“

„Ще бъде забележително, ако такава частица бъде открита, защото това откритие ще помогне в разбирането на това, как е повлияла тя на съществуването на галактиките, еволюцията на Вселената, но ще отвори и вратата към друга страна, за която ние си нямаме никакво понятие“, добавя ученият.

За август-септември са планирани три големи конференции по физика на елементарните частици и тогава е възможно да бъдат обявени резултатите от новите експерименти на Големия адронен колайдер.

Но проф. Джей Хауер, работещ на Компактния мюонен соленоид, отбелязва: „Дори да успеем да видим нещо, това нещо може да се окаже толкова сложно, че да ни е нужно време, за да обясним какво е то.“