Електроните, които се ускоряват с до 99,99999999999% от скоростта на светлината в дългата над 3 километра тръба на ускорителя на Националната лаборатория SLAC в САЩ завършват пътуването си с мощен сблъсък в крайна станция А. В края на 60-те и началото на 70-те години на миналия век подобни сблъсъци помогнаха за разкриването на елементарните частици, от които се състоят протоните и неутроните. Това донесе на ръководителя на експеримента Нобелова награда.
„Крайната станция А е свещено място в SLAC.“
казва физикът Тимъти Нелсън
В близко бъдеще на тази площадка ще бъде изграден нов експеримент, който ще потвърди или отхвърли една от най-популярните хипотези за тъмната материя.
Преди почти един век швейцарският астрофизик Фриц Цвики предположи съществуването на невидима материя, чиято гравитация държи галактиките заедно. Оттогава насам доказателствата за съществуването на тъмната материя продължават да се натрупват. Най-новото предположение на учените е, че 85 % от материята във Вселената е скрита от очите ни. Въпреки това загадката за естеството на тъмната материя остава неразгадана.
В продължение на десетилетия изследователите са се фокусирали върху два вида частици-кандидати: слабо взаимодействащи масивни частици (WIMP) и аксиони. Въпреки това 40 години неуспешни търсения на тези частици накараха физиците да разгледат по-сложни модели на тъмната материя. Възможно е тя да не е съставена от един вид частици, а от цяло семейство, точно както при видимата материя.
Според новата хипотеза тъмната материя може да включва много леки частици, които могат да бъдат разделени на две категории: „лека тъмна материя“ и „свръхлека тъмна материя“. Леката тъмна материя представлява по-леки варианти на WIMP, а ултралеката тъмна материя – още по-леки аксиони.
През 2019 година Министерството на енергетиката на САЩ стартира програмата „Нови инициативи за тъмна материя“ за финансиране на експерименти. Днес редица такива проекти се подготвят за изграждане. Подобни експерименти освен в САЩ се разработват и в Европа и Азия.
Един такъв проект е „Експериментът за търсене на светлинна тъмна материя“ (LDMX). Той включва ускоряване на електрони към волфрамова мишена в крайна станция А.
При повечето сблъсъци на електрони с волфрамови ядра няма да се случи нищо интересно. В редки случаи обаче, ако съществува лека тъмна материя, електронът ще взаимодейства с ядрото чрез неизвестна тъмна сила, като ще загуби значително енергия.
Други изследователи се фокусират върху свръхлеката тъмна материя, която може да бъде толкова лека, че масата ѝ да е 10 милиардни части от трилионната част от масата на електрона. Тези частици могат да произтичат по естествен начин от теорията на струните – кандидат за фундаментална теория на физиката.
За търсенето на свръхлека тъмна материя се разработват експерименти като DM Radio в Станфордския университет и ADMX-EFR във Вашингтонския университет. И двата експеримента първоначално са били замислени за търсене на аксиони, но сега са пренасочени към по-леки варианти.
Докато учените очакват резултатите от тези експерименти, някои теоретици обмислят други идеи, като например първични черни дупки или модификации на теорията на гравитацията. Филип Шустер, физик от Станфордския университет, отбелязва:
„В този момент, честно казано, всички само гадаят.“
Всичко важно от света на технологиите, директно в пощата ти.
С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.
Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Google Новини, TikTok, Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iPhone, Huawei, Google Chrome, Microsoft Edge и Opera!
