ЦЕРН приближается к обнаружению неизвестных частиц из «скрытой вселенной»

В рамках нового проекта ЦЕРН под названием «Поиск скрытых частиц» физики планируют обнаружить скрытые элементы Вселенной с помощью пучка протонов, металлического блока и чрезвычайно чувствительных датчиков, сообщает Популярная механика.

Когда 12 лет назад ученые из ЦЕРН открыли бозон Хиггса, ранее считавшийся теоретической частицей, Стандартная модель физики элементарных частиц казалась завершенной.

Но потом выяснилось, что это не так. Физики наблюдали явления, которые не вписываются в Стандартную модель. К ним относятся темная материя, нейтрино и антиматерия.

Физики до сих пор не могут обнаружить частицы темной материи или ее саму напрямую. Неясно также, почему нейтрино обладают массой. Неясно также, почему во Вселенной антиматерии меньше, чем обычной материи.

Чтобы ответить на эти вопросы, нам нужно глубже погрузиться в мир физики частиц, и именно здесь на помощь приходит проект Search for Hidden Particles, цель которого — найти скрытые секреты физики частиц. ЦЕРН официально дал добро на реализацию этого проекта.

Проект должен стартовать в 2027 году, а первые результаты будут получены в 2030 году. Физики будут искать слабо взаимодействующие частицы, такие как темные фотоны, аксионы, тяжелые нейтральные лептоны и многие другие, которые скрыты от ученых, но гипотетически существуют.

Открытие этих частиц имеет огромное значение, поскольку Стандартная модель физики частиц может описать только 5% материи во Вселенной. То есть 95% Вселенной скрыто от нас.

В ходе эксперимента физики запустят пучки протонов со скоростью, близкой к скорости света, столкнут их, а затем изучат результаты. Пучки протонов будут запускаться на педали газа частиц Proton Super Synchrotron.

Когда пучок протонов достигнет фиксированной мишени, то есть так называемого большого металлического блока, при столкновении будут образовываться различные частицы, включая очаровательные мезоны, а также фотоны.

В то время как существующие эксперименты ЦЕРН сосредоточены на энергетической границе, где относительно тяжелые частицы сталкиваются и распадаются на, возможно, неизвестные частицы, этот проект исследует «границу интенсивности», которая использует точные измерения для анализа квантовых эффектов. Ученые считают, что с помощью этого проекта им удастся открыть недостающую физику.