Tamsiosios medžiagos paieškų pabaiga

Primary tabs

Kol mokslininkai iš viso pasaulio susidomėję tyrinėja pirmųjų eksperimentų duomenis iš Didžiojo hadronų greitintuvo (LHC), plačioji visuomenė jau ima nekantrauti ir abejoti ar tikrai LHC veikla yra naudinga ir milžiniškos investicijos kada nors atsipirks bent jau naujų žinių prasme. Tad prie projekto dirbantys mokslininkai retkarčiais mėgsta visiems priminti, kuo gi LHC bus naudingas mokslui.

Visų pirma, fizikai kaip niekada arti priartėjo prie tamsiosios medžiagos mįslės įminimo Didžiajame hadronų greitintuve, kuris veikia CERN laboratorijoje, netoli Ženevos, Šveicarijoje. Mokslininkai atlieka eksperimentus, kuriuose nagrinėja protonų, lekiančių beveik šviesos greičiais, susidūrimą. Kai tokios subatominės dalelės susiduria, išsiskyrusi energija ir dalelių tankiai yra panašūs į buvusius pirmosiomis Visatos atsiradimo akimirkomis, iš karto po Didžiojo sprogimo prieš 13,7 milijardų metų. Ypatingos sąlygos atsiradusios protonų susidūrimo metu yra svarbios atsirandant naujoms dalelėms, kurios egzistavo tais neatmetamais laikais, o vėliau išnyko.

Mokslininkai sako, kad jie yra kelyje, kai galės vienareikšmiškai patvirtinti arba pilnai atmesti vieną iš svarbiausių dalelių fizikos teorijų, kuri žinoma Supersimetrijos (SUSY) pavadinimu. Daugelis tikisi, kad ji galėtų praplėsti dabar naudojamą standartinį modelį. Šis modelis su neįtikėtinu tikslumu aiškina subatominių dalelių sąveikas, bet jis nepasiduoda praplečiamas bendrąja reliatyvumo teorija, tamsiąja medžiaga ar tamsiąja energija.

Tamsioji medžiaga - tai nematoma substancija, kurios neįmanoma užregistruoti tiesioginiais matavimais sąveikoje su kitomis dalelėmis. Tamsiosios medžiagos egzistavimas pirmą kartą buvo įrodytas išnagrinėjus galaktikų sukimosi greičius. Fizikai mano, kad ji sudaro apie ketvirtį visos Visatos masės. Įprastos, matomosios medžiagos dalis tesiekia tik penkis procentus. Tačiau tamsiosios medžiagos prigimtis vis dar lieka paslaptyje. Manoma, kad galbūt reikalinga nauja fizika, kad ją paaiškinti.

Profesorius Džefas Holas (Geoff Hall), dirbantis Imperial College London Fizikos departamente pasakė: „Mes žengėme labai reikšmingą žingsnį tamsiosios medžiagos medžioklėje, nors dar jos neradome. Tačiau nauji duomenys yra gauti greičiau nei buvo planuota, kadangi Didysis hadronų gretintuvas praeitais metais dirbo geriau, nei mes drįsome tikėtis. Pagaliau per ateinančius keletą metų mes galėsime tamsiąją medžiagą priremti prie sienos.“

Energija, išsiskyrusi protonų susidūrimo metu, virsta naujomis dalelėmis, kurios juda nuo susidūrimo centro įvairiomis kryptimis. Daugeliu atveju susidaro žinomos dalelės, bet kartais gali pasirodyti ir naujos dalelės. Tikimasi, kad naujų dalelių tarpe mokslininkai pamatys ir tas daleles, kurias numato SUSY teorija. SUSY dalelės vadinamos supersimetrinėmis dalelėmis arba „sdalelėmis“. Tamsiajai medžiagai yra priskiriama lengviausia sdalelė. Nors ši dalelė yra nematoma, tačiau ji yra stabili ir apie jos egzistavimą būtų galima spręsti tik pagal signalo detektoriuose nebuvimą, t. y. dalelė būtų nustatoma per energijos ir impulso momentų tvermės dėsnių pažeidimą. Sdalelė ieškoma stebint tik tokius protonų susidūrimus, kurių metu atsiranda du ar daugiau didelės energijos naujų dalelių pluošteliai, turintys beveik tą pačią lėkimo kryptį.

Daktaras Oliveris Bukmiuleris (Oliver Buchmueller), dirbantis tame pačiame Fizikos departamente, paaiškino: „Mums reikia labai gerai suprasti įprastus protonų susidūrimus, kad galėtume atpažinti neįprastus, kai jie pasirodo didžiuliame informacijos sraute. Tokie susidūrimai yra reti, bet gali būti paaiškinti. Mes ištyrėme apie tris trilijonus protonų susidūrimų. Iš jų atradome tik trylika, kurie galėtų būti susieti su SUSY dalelėmis. Toks nedidelis susidūrimų skaičius dera su teorija. Nors sdalelių dar nebuvo rasta, tačiau šie matavimai stipriai susiaurina tamsiosios medžiagos paieškų sritį.“

Fizikai jau planuoja ateinančiais metais atlikti naujus tyrimus, kurie turėtų atsakyti į klausimą, ar bus galima paaiškinti tamsiąją medžiagą Supersimetrijos teorija.

Facebook komentarai: