Големият адронен колайдер може вече да е засекъл следи от тъмна материя

Странни сигнали, регистрирани от години в Големия адронен колайдер (LHC) на ЦЕРН, може да са първите косвени следи от тъмната материя. Това предполагат физиците Сюнюй Лян и Ариел Житницки от Университета на Британска Колумбия в Канада. Изследването все още представлява теоретична хипотеза, но според авторите данните, необходими за нейната проверка, вече съществуват. Не са необходими нови експерименти или модификации на ускорителя. От години учените наблюдават необичайни събития, които наричат UFO (Unidentified Falling Objects или "неидентифицирани падащи обекти"). Въпреки името, те нямат нищо общо с извънземни. Става дума за внезапни загуби на протонния сноп в ускорителя. Най-вероятното обяснение досега е, че микроскопични прашинки попадат в пътя на частиците и нарушават работата на системата. Остава обаче един важен въпрос - какво освобождава тези прашинки в една от най-чистите и прецизни научни установки в света? Според Лян и Житницки причината може да бъде тъмната материя. "Може да си представите Големия адронен колайдер като гигантски и изключително прецизен швейцарски часовник. Той е създаден така, че да продължи да работи въпреки безбройните малки смущения", казват двамата учени пред ScienceAlert. "Според нашата идея обект от тъмна материя, който премине през Земята на десетки километри от колайдера, може да създаде слаба вибрация, подобна на леко почукване по масата под часовника. Тази вибрация може да достигне до ускорителя и да освободи микроскопична прашинка, която след това да попадне в протонния сноп", допълват учените. Изследователите работят върху теория за хипотетична форма на тъмната материя, наречена аксионни кваркови късове (Axion Quark Nuggets или AQN). Първоначално те предполагали, че загадъчните прашинки в ускорителя може всъщност да са такива обекти, тъй като размерът им е сходен. По-късно стигнали до извода, че това е съвпадение. Вместо това учените предлагат друга идея - AQN да не са самите прашинки, а да предизвикват вибрации, които ги освобождават. "Ако тази хипотеза бъде потвърдена, това би било първото предложение, доколкото ни е известно, Големият адронен колайдер да се използва за търсене на макроскопична, а не елементарна тъмна материя", казват двамата физици. Според изчисленията им, ако подобен обект премине през Земята на разстояние до около 100 километра от ускорителя, той може да създаде слаба подземна акустична ударна вълна. Тя би била достатъчна, за да освободи няколко прашинки, които да причинят характерна поредица от смущения. Изследователите смятат, че подобно събитие би изглеждало като три или повече свързани UFO сигнала в рамките на две секунди на последователни места по 27-километровия тунел на колайдера. Според тях тези сигнали трябва да бъдат около пет пъти по-силни от фоновия шум и да имат ясно разпознаваем модел. Една от най-интересните части на предложението е, че не се налага изграждането на нови детектори. "Нашият сценарий е особено привлекателен, защото LHC вече разполага с отлични системи за наблюдение - мониторите за загуба на снопа. Те са създадени с напълно различна цел - да предпазват машината от повреди. Оказва се обаче, че може да са чувствителни към нещо, което никой не е планирал да откриват", обясняват Лян и Житницки. Двамата учени не са анализирали архивните данни на ЦЕРН. Те призовават екипите на колайдера да преразгледат вече регистрираните UFO събития и да проверят дали сред тях не се крият признаци на подобни корелирани сигнали. Ако подобен модел бъде открит, това няма да представлява окончателно доказателство за тъмната материя, но би било силен аргумент в полза на идеята, че тя може да съществува под формата на големи, макроскопични обекти, а не само като елементарни частици. Резултатите от изследването ще бъдат публикувани в научното списание Physical Review D.