|
Загадки БАК обьяснили тёмной материей
|
|
|
|
Пока учёные не обнаружили тёмную материю, на её счёт существует множество гипотез. Это неуловимое вещество может находиться в широком диапазоне энергий, а значит, и масс. Поэтому искать его можно где угодно. Например, в данных Большого адронного коллайдера. Это как искать ключи ночью под фонарным столбом, а не там, где они потерялись. По крайней мере, там светло и комфортно. Структурированные базы данных коллайдера — что может быть удобнее?
|
|
|
|
Предпосылкой для поиска тёмной материи в данных экспериментов БАК стали загадочные сбои в его работе. Учёные называют такие события UFO, но они никак не связаны с НЛО — традиционной расшифровкой этой аббревиатуры. Речь идёт о неопознанных падающих объектах — время от времени в вакуумной трубе коллайдера появляются микроскопические пылинки, как будто кто-то встряхивает БАК и вытряхивает из него пыль, слетающую с его стенок, а ведь для этого нужна энергия и сравнительно большая. Просто так ей взяться неоткуда.
|
|
|
|
За эту аномалию ухватились двое учёных — физики Сюнюй Лян (Xunyu Liang) и Ариэль Житницкий (Ariel Zhitnitsky) из Университета Британской Колумбии. Они предположили, что часть загадочных сбоев в работе Большого адронного коллайдера может быть косвенно связана с тёмной материей. Появление пылинок в трубе коллайдера вызывало разрушение протонного пучка, что фиксировали штатные датчики БАК. Вся эта информация есть в архивах БАК и может быть тщательно изучена.
|
|
|
|
|
|
|
Сначала учёные предположили, что пылинки могут быть небольшими сгустками аксионной кварковой материи (AQN, axion quark nuggets). Это гипотетическое вещество, возникшее в эпоху сразу после Большого взрыва. Однако размеры пылинок — единицы микрон — не соответствовали описанию AQN. Масса сгустков этого вещества, согласно оценкам, в среднем составляет около 100 г и может достигать 1 кг.
|
|
|
|
Тогда учёные рассчитали, что встряхивать пыль со стенок БАК могут килограммовые сгустки AQN, если они пролетают сквозь Землю на расстоянии не более 100 км от кольца коллайдера. Это могло бы породить подземную акустическую волну, энергии которой как раз хватило бы для сбивания пыли со стенок ускорителя.
|
|
|
|
Главным признаком такого события должна стать не одиночная потеря пучка, а серия из трёх или более таких событий на разных участках 27-км кольца. Ударная волна, распространяющаяся в породе со скоростью около 4 км/с, должна последовательно встряхнуть оборудование, поэтому связанные сигналы появились бы с интервалами примерно от 6 мс до 2 с. Такие сигналы способны зарегистрировать около 4000 установленных вдоль коллайдера мониторов потерь пучка, а результат можно дополнительно сопоставить с данными сейсмической сети ЦЕРН, распределённых акустических датчиков и инфразвуковых станций.
|
|
|
|
Авторы оценивают, что AQN могли бы вызывать от 1 до 10 % наблюдаемых UFO, а за 360 часов работы серия из трёх связанных событий создала бы сигнал, в пять раз превышающий уровень шума во всём рассматриваемом диапазоне масс. Однако это пока лишь теоретический прогноз: его подтверждение потребует повторного анализа архивных данных и обнаружения пространственно-временной корреляции, которую нельзя объяснить обычной пылью или механическими помехами. Работа не включает такой анализ и рекомендует заняться им заинтересованным научным коллективам.
|
|
|
|
Источник
|
