Темні фотони ховаються у Великому адронному колайдері: де ці частинки темної матерії

Фізики, які працюють над експериментом "Компактний мюонний соленоїд" (CMS) на Великому адронному колайдері (ВАК), опублікували останні дані, що стосуються пошуку екзотичної частинки з тривалим терміном життя, що має назву темний фотон, пише Gizmodo.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Темні фотони вважаються носіями сили невловимої темної матерії. Вони відрізняються від звичайних фотонів, тобто частинок світла, тим, що вони мають масу. Так за допомогою темних фотонів можна пояснити природу темної матерії, вважають учені.

Темною матерією називають невидиму матерію у Всесвіті, яку можна було спостерігати тільки завдяки її гравітаційному впливу, але її ніколи не бачили безпосередньо, і вчені досі точно не розуміють, що це таке насправді. Але фізики, які працюють над експериментом CMS, намагаються змінити це, тобто вони хочуть виявити темні фотони, щоб зрозуміти природу темної матерії.

Як і багато інших частинок, що з'являються під час експериментів на БАК, темні фотони мають з'явитися внаслідок розпаду такої частинки, як бозон Гіггса, яку вперше виявили 11 років тому.

Фізики вважають, що бозон Гіггса розпадається на темні фотони, які потім розпадаються на зміщені мюони. Вчені зараз працюють над обмеженням параметрів, за яких відбуватиметься цей процес. Тобто це звужує область пошуків темних фотонів.

Третій запуск БАК розпочався в липні минулого року і тепер колайдер став потужнішим, що дає змогу проводити сильніші зіткнення частинок, ніж раніше.

Це означає, що алгоритм експерименту CMS, за допомогою якого можна побачити цікаві зіткнення частинок, отримує більше важливих подій для аналізу. Так з'явилося більше можливостей для виявлення зміщених мюонів, які виникли внаслідок появи темних фотонів.

За словами вчених, тепер вони можуть аналізувати набагато більше подій, пов'язаних з мюонами, які були зміщені від точки зіткнення на відстані від кількох сотень мікрометрів до кількох метрів. Завдяки цьому, якщо темні фотони існують, то експеримент CMS повинен їх виявити.

Темні фотони вважаються довгоживучими, адже вони існують протягом однієї десятої мільярдної частки секунди. Попри це їх складно виявити, тому поки що пошуки тривають. Складність полягає в тому, що вчені поки точно не розуміють, які параметри під час розпаду бозона Гіггса потрібні, щоб виник темний фотон. Але фізики стають дедалі ближчими до розуміння цього.

Нові експерименти на ВАК продовжують показувати нові дані про субатомні частинки, які ще належить досконально вивчити. Але частинки, які можуть бути пов'язані з темною матерією, поки що не виявлені. Але все може змінитися в будь-який момент, адже потужність ВАК значно зросла, а значить шанси на виявлення темних фотонів також збільшилися.

Як уже писав Фокус, вчені розробили експеримент для перетворення світла на матерію. Плазму можна змусити стикатися з фотонами і виділяти матерію, вважають автори дослідження.