Главная » Инвестиции » Поймать темную материю: как российские ученые сэкономили ЦЕРН более $1 млн

Поймать темную материю: как российские ученые сэкономили ЦЕРН более $1 млн

Без оглядки на политику

Недавно Россия отозвала заявку на членство в ЦЕРН, но почти тут же Минобрнауки сообщило, что готовится новое соглашение, которое «будет иметь гораздо больший статус и значительно повысит уровень взаимодействия, чем ассоциированное членство в организации». Согласно условиям этого соглашения России будет принимать активное участие во второй фазе сооружения большого адронного коллайдера и всех экспериментов на этой установке, несмотря на то, что больше не будет иметь статус ассоциированного члена ЦЕРН.

Читайте также

Вселенная Стивена Хокинга: как прожил жизнь выдающийся ученый

Пока Россия и ЦЕРН разбираются, в каком статусе наша страна продолжит свое сотрудничество с Европейской организацией, ученые изучают Вселенную и работают на вечность, не обращая внимания на страну происхождения. Алгоритмы «Яндекса» используются для поиска важных событий среди всех происходящих в Большом адронном коллайдере, университеты МИСиС и МИФИ также работают над созданием и апгрейдом его компонентов, ученые МГУ и других вузов работают над интерпретацией полученных экспериментальных данных и т.д.

Магниты для темной материи

Существующие детекторы не удовлетворяли потребностям ученых, с их помощью не удавалось обнаружить частицы темной материи, поэтому был задуман ShiP. Темной материя называется за то, что ее никак не удается увидеть, хотя последствия ее воздействия видны при взаимодействии галактик, без нее не получается объяснить эволюцию Вселенной со столь быстрым образованием звездных систем. Относительно быстрых, наша Солнечная система начала образовываться через 9 миллиардов лет после Большого взрыва. Казалось бы, гигантский срок, но частиц, описываемых только так называемой Стандартной Моделью — протонов, фотонов, нейтрино и других — не хватило бы для столь быстрого формирования первичного газопылевого облака.

Возможно, эксперимент также объяснят причины барионной асимметрии Вселенной, то есть причины, по которым видимая часть Вселенной преобладает над антивеществом, а на самом базовом уровне поможет понять, как Вселенная развивалась после Большого взрыва.

Выделяя главное

На данный момент большинство ученых пришли к заключению, что помимо известных частиц Вселенную наполняет темная материя, которая почти не взаимодействует с известными частицами, не испускает электромагнитного излучения, а потому ее почти невозможно зафиксировать. Одной из популярных гипотез, обосновывающей существование скрытого сектора элементарных частиц Вселенной является модель «скрытой долины», говорится в сообщении ВШЭ. Согласно этой модели, мы не можем заметить скрытые там частицы в обычной жизни из-за существования энергетического барьера, который препятствует их взаимодействию с обычными элементарными частицами.

Однако, если пучок протонов разогнать до колоссальной скорости (для этих целей и строился Большой адронный коллайдер), то столкнувшись с неподвижной мишенью, пучок разлетится на множество различных частиц, в том числе и частицы скрытого сектора. Ученых интересует только один тип таких частиц — vWIMP (очень слабо взаимодействующие массивные частицы). А все остальные — обычные нейтрино и мюоны — им мешают. Российские ученые придумали, как с этим бороться.

Новый детектор будет весить около 1000 тонн, и создавать мощнейшее энергетическое поле, которое сможет отклонить 99,9999% мюонов, также он имеет камеру для фиксации нейтрино. Таким образом, сквозь него пройдут только необходимые исследователям частицы vWIMP, которые помогут заложить основы Новой физики.

«Есть долина параметров — наша Стандартная модель, согласно которой у нас обеспечивается минимум энергии, необходимый для стабильности Вселенной, — поясняет старший научный сотрудник лаборатории больших данных НИУ ВШЭ Денис Деркач. — Раз Вселенная не распадается, то соответственно, мы находимся в устойчивом состоянии, а устойчивое состояние возможно только в минимуме энергии. Частицы из другой долины могут проникать в нашу — это перемещение называется туннельный эффект. Но это происходит так редко, что в существующих экспериментах мы этого не замечаем. Нам нужно собрать много таких частиц, и тогда мы сможем их экспериментально зарегистрировать».

Читайте также

Найден бозон Хиггса — «частица Бога» ценой $10 млрд

Последней обнаруженной частицей, предсказанной Стандартной моделью был бозон Хиггса, который был открыт в 2012 году, а в 2013 году Нобелевскую премию получили ученые, предсказавшие его свойства: Питер Хиггс и Франсуа Энглер. Однако Стандартная модель неспособна объяснить все наблюдаемые экспериментальные факты, ученые рассчитывают  найти темную материю и создать более полную теорию, которая сейчас условно называет Новая физика. И как знать, кто будет среди лауреатов Нобелевской премии за ее открытие.