|
Может ли быть раскрыта тайна темной материи
|
|
|
|
Ученые из ЦЕРНа сталкивают протоны на беспрецедентном уровне энергии, чтобы раскрыть самые непреходящие тайны нашего мира, включая темную материю, о которой мы мало знаем, несмотря на то, что на ее долю приходится 26,8% всей массы и энергии. Большой адронный коллайдер (БАК), перезапущенный в третий раз после обширной модернизации, побил энергетические рекорды, когда он был снова включен сегодня, что позволило физикам продолжить изучение бозона Хиггса и того, что распад этой частицы может рассказать об остальной части вселенной. Столкновение протонных пучков мощностью 13,6 тераэлектронвольт позволило БАК побить рекорд; чтобы дать представление о мощности, высвобождаемой на коллайдере частиц, расположенном на глубине 300 футов под землей, один тераэлектронвольт эквивалентен 1 000 000 000 000 электронвольт.
|
|
|
|
«Мы думаем, что [темная материя] имеет массу, но мы ничего об этом не знаем», — сказала DailyMail.com физик из ЦЕРНа Кэтрин Лени, которая работает над экспериментом ATLAS и является доцентом Южного методистского университета в Далласе, штат Техас. в интервью. «Мы думаем, что, возможно, с ним взаимодействует бозон Хиггса — мы пока не знаем». Несмотря на все наши научные достижения, мы знаем только о видимой материи — обо всем, что можем видеть, — что составляет всего 4,9 процента всей Вселенной. Темная энергия, о которой мы знаем еще меньше, составляет 68,3 процента Вселенной. «Потому что эти частицы темной материи — если бы они никаким другим образом не взаимодействовали с другими частицами, они бы не взаимодействовали с нашим детектором», — объяснил Лени в интервью. «Единственный способ, которым мы можем сказать, что они там, — это искать отсутствие их присутствия в детекторе».
|
|
|
Несмотря на свое название, темная материя не имеет зловещего или сомнительного оттенка. Он назван так просто, потому что кажется, что он не взаимодействует с фотонами — а эти частицы — карманами света — и его нельзя увидеть. Если бы бозон Хиггса взаимодействовал с темной материей, он бы распался по-другому, чтобы ученые могли затем изучить происходящее. «Из законов сохранения энергии мы знаем, что энергия, которую мы вкладываем в детектор, должна быть равна энергии, которую мы излучаем при столкновении», — сказал Лени. «Если мы вкладываем энергию, но не видим, что выходит достаточное количество вещества, мы можем сказать, что здесь должно быть что-то еще, чтобы не нарушать эти законы сохранения энергии, и тогда это может быть что-то вроде темной материи». Лени специально изучает, как бозон Хиггса взаимодействует сам с собой и как он генерирует массу, что можно рассматривать как ключевой элемент головоломки, которую собирают ученые.
|
|
|
|
Эта работа даст им представление о таких темах, как формирование Вселенной и даже ее окончательная судьба. Десять лет назад ученые ЦЕРН объявили, что доказали существование бозона Хиггса. Эта частица, впервые предложенная в 1960-х годах физиком Питером Хиггсом, по существу является физическим проявлением поля Хиггса. «Это поле пронизывает всю вселенную — все, что имеет массу, взаимодействует с бозоном Хиггса», — сказал Лени. За время, прошедшее с момента окончания его последнего запуска несколько лет назад, все оборудование в ЦЕРНе, включая его массивные четыре детектора, было модернизировано. Кроме того, ученые смогут анализировать большие объемы данных с помощью высокотехнологичных вычислений и серьезных усовершенствований программного обеспечения. «За последние несколько лет машинное обучение изменило правила игры, — сказал Лени.
|
|
|
|
«Когда мы считываем данные с детектора, мы используем методы машинного обучения, чтобы улучшить способность идентифицировать различные типы частиц, а затем мы используем их, когда мы фактически проводим анализ, чтобы отделить то, что мы делаем, от других физических процессов. .' «Я работаю над поиском создания пар бозонов Хиггса, что в тысячу раз реже, чем производство одного бозона Хиггса», — объяснила она, добавив, что машинное обучение помогло ученым намного превзойти прогнозы того, где они думали, что они будут несколько лет назад. «Мы стремимся обеспечить 1,6 миллиарда протон-протонных столкновений в секунду для экспериментов ATLAS и CMS», — сказал AFP руководитель отдела ускорителей и технологий ЦЕРН Майк Ламонт. «Мы все очень надеемся, что есть что-то помимо Стандартной модели. Мы действительно только начинаем эту работу», — подчеркнул Лени Daily Mail.
|
|
|
|
Источник
|
