Dünyanın en büyük atom kırıcısı karanlık maddesini kaybediyor olabilir. Ancak fizikçiler, kaybedilen karanlık maddenin neye benzeyebileceğine dair daha net bir resim elde ediyorlar - eğer varsa bile.
Cenevre merkezli Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda (LHC) çok büyük parçacıkların dedektörü olan ATLAS, 2012 yılında Higgs bozonunu keşfetmek için en iyi bilinir. Şimdi teorik "süpersimetrik dahil olmak üzere daha egzotik parçacıklar için avlanmaya başladı. "parçacıklar veya evrendeki bilinen tüm parçacıklara ortak parçacıklar.
Süpersimetri gerçekse, bu parçacıkların bazıları evrenimize yayılan görünmeyen karanlık maddeyi açıklayabilir. Şimdi, Mart ayında ATLAS odaklı bir konferansta sunulan bir çift sonuç, bu varsayımsal parçacıkların nasıl görünmesi gerektiğine dair en kesin açıklamayı sundu.
Görünmeyen madde
Geri dönelim.
Karanlık madde, evrenin çoğunu oluşturabilecek görünmeyen şeylerdir. Hiç kimse göremese de, var olduğundan şüphelenmek için bir takım nedenler var. Ama işte en bariz olanı: Galaksiler var.
Evrenimize baktığımızda, araştırmacılar galaksilerin kendilerini görünür yıldızlarının ve diğer sıradan maddelerin yerçekimi ile birleştirecek kadar büyük görünmediğini görebilirler. Eğer görebildiğimiz şeyler orada olsaydı, bu galaksiler dağılmıştı. Bu, görünmeyen bazı karanlık maddelerin galaksilerde kümelenip yerçekimi ile bir arada tutulduğunu gösterir.
Ancak bilinen parçacıkların hiçbiri galaksilerin kozmik ağını açıklayamaz. Bu yüzden çoğu fizikçi orada başka bir şey olduğunu, daha önce hiç görmediğimiz bir tür parçacık (veya parçacık) olduğunu varsayar; bu, tüm bu karanlık maddeyi oluşturur.
Deneysel fizikçiler onları avlamak için birçok dedektör inşa ettiler.
Bu deneyler farklı şekillerde çalışır, ancak özünde, çok sayıda şey çok karanlık bir odaya büyük bir parça koymak ve çok dikkatli bir şekilde izlemektir. Sonunda, teori gider, karanlık maddenin bir parçacığı büyük şeylere çarpar ve parlamasına neden olur. Ve şeylerin doğasına ve ışıltıya bağlı olarak, fizikçiler karanlık madde parçacığının nasıl göründüğünü öğrenecekler.
ATLAS, dünyanın en parlak yerlerinden birinde karanlık madde parçacıkları arayan karşıt yaklaşımı benimsiyor. LHC, parçacıkları inanılmaz derecede yüksek hızlarda bir araya getiren çok büyük bir makinedir. Tüplerinin milleri içinde, bu çarpışmalarda oluşan bir çeşit yeni parçacık patlaması var. ATLAS Higgs bozonunu keşfettiğinde, gördüğü şey aslında LHC tarafından yaratılan bir grup Higgs bozonu idi.
Bazı teorisyenler, LHC'nin belirli türde karanlık madde parçacıkları yaratabileceğini düşünüyor: bilinen parçacıkların süpersimetrik ortakları. "Süpersimetri" kelimesi, fizikteki bilinen parçacıkların çoğunun, tespit edilmesi çok daha zor olan "ortakları" keşfettiği bir teori anlamına gelir. Bu teori kanıtlanmamıştır, ancak doğruysa, şu anda parçacık fiziğini yöneten dağınık denklemleri basitleştirecektir.
Doğru özelliklere sahip süpersimetrik parçacıkların evrendeki eksik karanlık maddenin bir kısmını veya tamamını açıklayabilmesi de mümkündür. Ve eğer LHC'de yapılıyorlarsa, ATLAS bunu kanıtlayabilmelidir.
Süpersimetrik parçacıklar avı
Ama bir sorun var. Fizikçiler, bu süpersimetrik parçacıkların LHC'de yapılması durumunda, bozulmadan önce dedektörden uçtuğuna ikna oldular. Bu, Live Science'ın daha önce bildirdiği gibi, çünkü ATLAS egzotik süpersimetrik parçacıkları doğrudan algılamıyor, bunun yerine süpersimetrik parçacıkların çürümeden sonra dönüştüğü daha yaygın parçacıkları görüyorsa… Süpersimetrik parçacıklar bozulmadan önce LHC'den çekim yapıyorsa, Ancak ATLAS bu imzayı göremiyor, bu yüzden araştırmacıları yaratıcı bir alternatif buldular: Başka bir şeyin eksik olduğunu kanıtlamak için LHC'deki milyonlarca parçacık çarpışmasından elde edilen istatistikleri kullanarak avlanma.
Araştırmacılar yaptığı açıklamada, "Onların varlığı ancak çarpışmanın eksik enine momentumunun büyüklüğü ile çıkarılabilir." Dedi.
Eksik momentumu doğru bir şekilde ölçmek zor bir iştir.
Araştırmacılar, "LHC tarafından üretilen çok sayıda örtüşen çarpışmanın yoğun ortamında, gerçek olanı sahte olandan ayırmak zor olabilir" dedi.
Şimdiye kadar, bu av hiçbir şeye dönüşmedi. Ama bu yararlı bilgiler. Belirli bir karanlık madde deneyi başarısız olduğunda, araştırmacılara karanlık maddenin neye benzemediği hakkında bilgi sağlar. Fizikçiler bu daralma sürecine karanlık maddeyi "kısıtlayan" diyorlar.
Kayıp momentum için istatistiki avı temel alan bu iki Mart sonucu, eğer bazı süpersimetrik karanlık madde adaylarının (charginos, sleptons ve süpersimetrik dip kuarklar denir) mevcutsa, ATLAS'ın henüz dışlamadığı belirli özelliklere sahip olmaları gerektiğini göstermektedir.
Mevcut süpersimetri modelleri doğruysa, bir çift charginos bir proton kütlesinin en az 447 katı olmalı ve bir çift sleton bir proton kütlesinin en az 746 katı olmalıdır.
Benzer şekilde, mevcut modellere dayanarak, süpersimetrik taban kuarkının bir proton kütlesinin en az 1.545 katı olması gerekir.
ATLAS, daha hafif charginos, sleptons ve dip kuarklar için avlanmayı zaten bitirdi. Araştırmacılar, var olmadıklarından% 95 emin olduklarını söyledi.
Bazı açılardan, karanlık madde avı sürekli olarak hayal kırıklığı yaratabilecek boş bulgular üretiyor gibi görünüyor. Fakat bu fizikçiler iyimser kalıyorlar.
Bu sonuçlar, bir açıklamada, "gelecekteki ATLAS aramalarını yönlendirecek önemli süpersimetrik senaryolara güçlü kısıtlamalar koyuyorlar" dedi.
Sonuç olarak, ATLAS'ın artık karanlık madde ve süpersimetri avlamak için yeni bir yöntemi var. Henüz herhangi bir karanlık madde veya süpersimetri bulamadı.
