RW Space

В течение многих лет изнутри Большого адронного коллайдера поступают странные сигналы.

Физики называют их НЛО – не внеземными летательными аппаратами, а неопознанными падающими объектами. Это странные сбои в протонном пучке, внезапные события потери пучка, которые физики вполне уверены в том, что они вызваны попаданием в луч микроскопической пыли.

Но Большой адронный коллайдер (БАК) — это примерно самый безупречный инструмент, который физики могут построить. Загадка: что стряхивает пыль?

По мнению физиков Сюнью Ляна и Ариэля Житницкого из Университета Британской Колумбии в Канаде, за это может быть ответственен один из самых больших вопросительных знаков во Вселенной.

Темная материя.

«Вы можете думать о БАКе как о гигантских и чрезвычайно изящных швейцарских часах. Он создан для того, чтобы продолжать работать, несмотря на бесчисленное множество мелких возмущений вокруг него», — рассказали ScienceAlert Лян и Житницкий.

«По нашей идее, кусок темной материи, проходящий через Землю на расстоянии десятков километров, может создавать крошечную вибрацию, как если бы кто-то слегка постучал по столу под часами. Эта вибрация может дойти до БАКа и вытряхнуть из него микроскопический кусочек пыли. Если пыль затем попадет в протонный пучок, это может вывести из строя машину и вызвать потерю луча».

Идея возникла не из-за крошечных ударных волн, вызванных темной материей.

Лян и Житницкий изучают гипотетическую форму темной материи, называемую аксионными кварковыми самородками, или AQN. Когда они узнали, что НЛО на БАКе считались результатом пыли, их зацепила одна деталь. внимание.

Пылинки, по оценкам, имели микронный размер – примерно такого же размера, как AQN, которые они изучают.

Сначала они задавались вопросом, могут ли загадочные «падающие объекты» на самом деле быть AQN. Это оказалось тупиком: совпадение размеров между ними было просто совпадением.

Но ложное предположение породило новый вопрос: если AQN не являются пылью, то могут ли они быть пылью. сила, которая выбивает пыль из экрана луча?

«Сначала мы ожидали найти связь между загадочными «неопознанными падающими объектами» БАКа и темной материей. Позже мы поняли, что на самом деле выдвинули первое предложение, насколько нам известно, использовать БАК для поиска макроскопической, неэлементарной темной материи», — рассказали Лян и Житницкий.

«Это забавный пример того, как научная идея может возникнуть из первоначального заблуждения, а затем перерасти в серьезный исследовательский вопрос».

Чтобы исследовать свою идею, пара, естественно, обратилась к физике.

Мы не знаем, что такое темная материя на самом деле. Она почти не взаимодействует с обычной материей, из которой состоит видимая Вселенная; мы знаем о ее существовании только благодаря ее гравитационным эффектам.

Эти эффекты показывают, что темная материя присутствует повсюду, но, поскольку она почти не взаимодействует с обычной материей, ее по-прежнему крайне трудно обнаружить напрямую.

Одним из гипотетических исключений являются AQN – плотные макроскопические объекты с массой до килограмма (2,2 фунта), которые могут взаимодействовать с окружающей средой способами, присущими индивидуальной темной материи. частицы этого не делают.

Идея умозрительная, но исследователи утверждают, что, если бы AQN прошел через Землю в пределах примерно 100 километров (62 миль) от БАКа, крошечная подземная акустическая ударная волна, возникшая при его прохождении, могла бы очень слабо встряхнуть ускоритель.

Этой тряски может быть достаточно, чтобы сбить несколько пылинок с протонного пучка, что приведет к потере луча

Эти сигналы, по подсчетам команды, будут примерно в пять раз сильнее фонового шума.

Они будут создавать характерную картину, которую ученые смогут идентифицировать как отпечаток события AQN: три или более коррелированных НЛО с интервалом в 2 секунды друг от друга в последовательных точках вдоль 27-километрового (17-мильного) туннеля БАК.

И поиск может произойти сейчас, без какого-либо дополнительного оборудования или модификаций, необходимых для существующего события.

«Что делает наш случай особенно привлекательным, так это то, что БАК уже имеет отличные встроенные системы мониторинга, мониторы потерь луча, которые были установлены по совершенно другой причине (защита машины от повреждений)», — сказали Лян и Житницкий.

«Оказывается, они также могут быть чувствительны к чему-то, что никто не проектировал их для обнаружения».

Пара не проводила сами существующие записи БАКа. Вместо этого статья призвана мотивировать повторный анализ прошлых событий с НЛО. чтобы увидеть, скрываются ли в данных прогнозируемые всплески, и вдохновить на проведение целевых кампаний в будущем.

Этот подход может не ограничиваться БАКом. Другие ускорители частиц, если они достаточно велики, также могли бы обнаружить эти события AQN, образуя глобальную сеть акустических детекторов.

По теме: Ученые стали свидетелями того, как свинец буквально превратился в золото в Большом адроном коллайдере

«Это значительно расширит ландшафт исследований темной материи. Понятно, что большая часть этой области сосредоточена на микроскопических элементарных частицах, в то время как макроскопические, неэлементарные кандидаты остаются сравнительно недостаточно изученными», — сказали они. ScienceAlert.

«Обнаружение коррелирующих событий НЛО предоставит убедительную поддержку для объяснения макроскопических объектов и побудит сообщество рассмотреть более широкий круг кандидатов на темную материю наряду с картиной элементарных частиц».

Исследование будет опубликовано в журнале Physical Review D.

Эта статья была проверена фактами и под редакцией Клэр Уотсон. Хотя мы гордимся своим процессом, мы всего лишь люди. Если вы заметили ошибку, сообщите нам об этом.