Бозон Хиггса, исследованный как источник темной материи в БАК

Было подсчитано, что темная материя примерно в пять раз более распространена, чем обычная материя - и, тем не менее, мы все еще не обнаружили ее напрямую.

Много различных типов экспериментов пытаются её найти, и теперь к поиску присоединился ЦЕРН, проверяя, может ли знаменитый бозон Хиггса распасться на тёмную материю.

Большой адронный коллайдер в поисках темной материи

Одним из самых революционных открытий, сделанных БАКом, является бозон Хиггса, сделанный в 2012 году. Эта частица была последней оставшейся головоломкой в Стандартной модели физики частиц, которая, как полагают, создавала средства, с помощью которых другие элементарные частицы набирали массу.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

С момента своего открытия ученые использовали бозон Хиггса в качестве инструмента для исследования других загадок физики частиц. Бозон быстро распадается на другие частицы, и прогнозируется, что некоторые из них не могут быть непосредственно обнаружены оборудованием.

Но в этом случае необнаружение более захватывающее, чем было бы обнаружение. Некоторые типы частиц не очень сильно взаимодействуют с обычной материей, поэтому если Хиггс производит такие частицы, то они как бы просто улетают, игнорируя стенки коллайдера. Тогда ученые заметили бы, что из обломков пропадает энергия, и смогли бы сделать вывод о "невидимых" частицах.

Только один продукт невидимого распада подходит под Стандартную модель - если Хиггс распадается на четыре нейтрино - но это крайне маловероятно, с вероятностью около 0.1 %. Это означает, что если бы не обнаружение происходило с какой-либо регулярностью, то мы могли бы наткнуться на новые частицы.

И одна из этих невидимых частиц может быть темной материей. Говорят, что эта странная вещь пронизывает Вселенную, эффективно удерживая все это вместе - и все же она остается вечно неуловимой. Его гравитационное воздействие понятно, но, похоже, он не отражает и не излучает никакого света.

Учитывая роль бозона Хиггса в  предоставлении массы частиц, а темная материя только обнаруживается через свою массу, они должны взаимодействовать друг с другом. Поэтому для нового исследования ученые, сотрудничающие с ATLAS в ЦЕРНе, решили проверить, не распадается ли бозон Хиггса на темную материю.

Группа исследовала весь набор данных второго цикла БАК, который проходил в период с 2015 по 2018 год. Это около 100 квадриллионов столкновений, для тех, кто ведет счет. И во всех этих данных исследователи не обнаружили превышения невидимых событий частиц над фоновым числом, которое можно было бы ожидать от известных процессов в Стандартной модели.

Из этого команда сумела сузить верхний предел частоты распадов бозона Хиггса на невидимые частицы - не более чем в 13 % случаев. Это все еще может звучать как много, но это происходит по сравнению с предыдущими моделями, которые предполагали, что это может происходить в 30 % случаев.

Исследователи говорят, что несмотря на то, что на этот раз они не нашли никаких признаков темной материи, работа все равно помогает наложить ограничения на свойства материала. В промежутке между этим и многими другими экспериментами, направленными на поиск темной материи, темная материя может исчерпать все места, где можно спрятаться. Или, возможно, мы только приближаемся к тому, чтобы понять, что её не существует, и наши модели должны быть откорректированы. В любом случае, поиск продолжается. опубликовано econet.ru по материалам newatlas.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet