По мнению ряда выдающихся физиков, значительную часть напоминает «призрачные» частицы, обнаружение которых могло бы значительно приблизить нас к пониманию истинной природы Вселенной.
Сама эта идея не нова, однако теперь ученые, кажется, нашли способ проверить свою теорию экспериментально.
Прибор , позволяющий осуществить этот эксперимент, по чувствительности превосходит все имеющиеся аналоги более чем в тысячу раз.
Для обнаружения «призраков» частицы планируют не сталкивать друг с другом (как это происходит в Большом адронном коллайдере), а разбивать о неподвижную твердую поверхность.
Что такое призрачные частицы
Итак, что это за призрачные частицы и почему для их обнаружения понадобился специальный метод?
На сегодняшний день считают, что вся физика элементарных частиц заключается в так называемую Стандартную модель.
Согласно этой теории, известная нам материальная Вселенная состоит всего лишь из 17 видов частиц — как хорошо известных (например, электрон или бозон Гиггса), так и менее известных , которые, однако, имеют удивительные наименования — зачарованные кварки, глюоны и тау-нейтрино. частицы, из которых и состоит весь окружающий мир – включая звезды в самых отдаленных известных галактиках. Другие отвечают за поведение частиц и их взаимодействие друг с другом.
Проблема в том, что результаты некоторых экспериментальных наблюдений (например, за движением галактик) убедительно свидетельствуют: вся известная нам материальная Вселенная составляет лишь около 5% от нее общей массы.
Остальная Вселенная может частично (или даже полностью) состоять из «призрачных» или «призрачных» частиц, которые обычно считают фантомными двойниками 17 частиц Стандартной модели.
Если они действительно существуют, обнаружить их невероятно сложно, поскольку они очень редко взаимодействуют с известным нам материальным миром. Подобно привидениям, они легко проходят сквозь любые материальные объекты, и их не могут зафиксировать земные приборы.
Впрочем, согласно одной из версий в рамках той же теории, в очень редких случаях призрачные частицы могут распадаться на части Стандартной модели, которые уже можно уловить имеющимися детекторами. Новый инструмент значительно повышает вероятность обнаружения таких распадов за счет многократного увеличения количества столкновений.
Вместо того чтобы сталкивать группы разогнанных частиц друг с другом, как это происходит в большинстве современных экспериментов, их планируют разбивать о неподвижную твердую поверхность. , чтобы на более мелкие фрагменты разлетались все частицы, а не только некоторые из них.
Один из руководителей проекта, профессор Имперского колледжа Лондона Андрей Голутвин уверяет, что этот эксперимент «знаменует собой новую эру».
«Новый эксперимент дает уникальную возможность решить сразу несколько основных проблем физики элементарных частиц, и у нас есть шанс выявить частицы, которые раньше никому зафиксировать не удавалось», — объясняет он.
Охота за призраками нуждается в специальном оборудовании.
При обычных экспериментах (например, на Большом адронном коллайдере) новые частицы можно обнаружить на расстоянии до одного метра от места столкновения. Однако призрачные частицы могут оставаться незамеченными и преодолевать десятки или даже сотни метров, прежде чем начнут распадаться и как-нибудь проявят себя. Поэтому во время нового эксперимента детекторы будут располагаться гораздо дальше.
«Исследуем неизвестный ландшафт»
Профессор Имперского колледжа Митеш Патель считает новый подход действительно гениальным. меня в этом эксперименте действительно увлекает, так это то, что скрытые частицы расположены у нас прямо под носом, но увидеть их взаимодействие (или скорее его отсутствие) мы никак не можем», — объясняет он.
«Мы исследуем совершенно неизвестный ландшафт и верим, что сможем увидеть что-то интересное.