Учёные CERN начинают поиски загадочных «призрачных» частиц

Физики давно подозревали, что в мире вокруг нас существуют загадочные «призрачные» частицы, которые могут кардинально изменить наше понимание истинной природы Вселенной. Теперь учёные полагают, что нашли способ доказать их существование. Европейский центр ядерных исследований (CERN) одобрил эксперимент , направленный на поиск доказательств этих частиц. Новый инструмент будет в тысячу раз более чувствителен к таким частицам, чем предыдущие устройства. В отличие от Большого адронного коллайдера CERN, где частицы сталкиваются друг с другом, новый метод предполагает их столкновение с твёрдой поверхностью для обнаружения.

Согласно современной теории физики частиц, известной как Стандартная модель, Вселенная состоит из 17 частиц, включая электроны и бозон Хиггса. Однако астрономы обнаружили в космосе явления, указывающие на то, что всё, что мы можем наблюдать, составляет лишь пять процентов от всей Вселенной. Остальное, возможно, состоит из «призрачных» частиц, которые очень трудно обнаружить из-за их редкого взаимодействия с известным нам миром.

Эксперимент SHiP (Поиск скрытых частиц) предложил новый подход, сталкивая частицы не друг с другом, а с большим блоком материала, что позволяет увеличить шансы на обнаружение их дезинтеграции на стандартные частицы. Профессор Андрей Голутвин из Имперского колледжа Лондона, главный исследователь проекта, назвал эксперимент началом новой эры в поиске скрытых частиц.

В отличие от экспериментов с Большим адронным коллайдером, где новые частицы могут быть обнаружены в пределах метра от точки столкновения, «призрачные» частицы могут оставаться невидимыми и перемещаться на десятки или даже сотни метров, прежде чем дезинтегрироваться и обнаружить себя. Поэтому детекторы SHiP размещены на значительно большем расстоянии.

Профессор Митеш Патель из Имперского колледжа описал новый подход как "гениальный", подчеркнув, что эти частицы находятся прямо под нашим носом, но мы никогда не могли их увидеть из-за особенностей их взаимодействия. "Мы — исследователи, и верим, что можем увидеть что-то интересное на этой новой территории. Поэтому мы обязаны взглянуть," — сказал он.

Эксперимент SHiP будет построен в рамках существующих объектов CERN, воспользовавшись уже имеющимися пещерами, инфраструктурой и компонентами, которые планируется максимально переиспользовать. Как отметила физик из CERN доктор Клаудия Адида, это позволит создать уникальную установку для поиска невидимой до сих пор сферы. SHiP будет работать параллельно с другими экспериментами CERN, включая Большой адронный коллайдер, который с 2008 года пытается найти недостающие 95% Вселенной, но пока не обнаружил частиц, не входящих в Стандартную модель. Планируется постройка ещё более крупного и мощного ускорителя - Будущего кольцевого коллайдера с ориентировочной стоимостью в £12 млрд и предполагаемой датой запуска в середине 2040-х годов. Однако его полный потенциал в охоте за новыми частицами проявится лишь к 2070 году.

В контрасте с этим, эксперимент SHiP начнёт поиски новых частиц уже в 2030 году и будет стоить примерно в сто раз дешевле, около £100 млн. Учёные утверждают, что необходимы все подходы для изучения всех возможных вариантов в попытках найти частицы, которые, по их словам, могут привести к одному из крупнейших прорывов в физике всех времён.

Таким образом, эти исследования открывают новые горизонты в понимании фундаментальных законов природы и могут кардинально изменить наше видение структуры Вселенной.