Nietypowe "UFO" w LHC. Naukowcy łączą je z ciemną materią

Fizycy pracujący przy Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) opisują czasem osobliwy typ zdarzeń jako "UFOs", czyli niezidentyfikowane obiekty spadające. W praktyce chodzi o epizody, w których dochodzi do gwałtownych strat w wiązce protonów. Najczęściej łączy się je z mikroskopijnymi drobinami pyłu, które trafiają w okolice wiązki, jednak wciąż nie jest jasne, co sprawia, że takie cząstki odrywają się od elementów akceleratora.

Xunyu Liang i Ariel Zhitnitsky z University of British Columbia zwracają uwagę, że LHC działa z precyzją porównywaną do delikatnego szwajcarskiego zegarka i zwykle pozostaje niewrażliwy na typowe zakłócenia. Ich zdaniem nawet słaby impuls może jednak uruchomić łańcuch zdarzeń prowadzących do problemów z wiązką — podobnie jak dzieje się to wtedy, gdy pył dostaje się do wnętrza układu.

Liang i Zhitnitsky analizują hipotetyczną postać ciemnej materii nazywaną axion quark nuggets (AQN), czyli aksjonowymi grudkami kwarkowymi. Gdy dowiedzieli się, że "UFOs" wiązano z pyłem o rozmiarach zbliżonych do AQN, początkowo rozważali, czy wykrywane drobiny nie są wprost tymi obiektami. Szybko doszli jednak do wniosku, że podobieństwo rozmiaru nie musi mieć znaczenia i że sensowniejsze jest szukanie innego mechanizmu łączącego oba zjawiska.

WIDEOCzy ten obiekt to pierwszy odkryty egzoksiężyc? Jest pewien problem

W zaproponowanym scenariuszu AQN nie muszą w ogóle trafiać w sam akcelerator. Wystarczyłoby, aby taka "grudka" przeszła w pobliżu Ziemi — nawet w promieniu do 100 kilometrów od LHC — i wywołała drganie sejsmiczne. Taki wstrząs miałby uwalniać pył z elementów akceleratora, a drobinki rozproszone w tunelu mogłyby następnie zaburzać wiązkę protonów, dając efekt obserwowany jako "UFOs".

Z obliczeń zespołu wynika, że rozważany efekt powinien być około pięć razy silniejszy niż naturalne tło drgań. Jednocześnie miałby zostawiać charakterystyczny "podpis": co najmniej trzy powiązane zdarzenia typu UFOs pojawiające się w ciągu dwóch sekund w różnych fragmentach 27-kilometrowego tunelu LHC. Naukowcy podkreślają, że do poszukiwań nie trzeba przebudowy aparatury, ponieważ w zderzaczu już pracują czułe systemy kontrolujące straty wiązki.

Badacze zaznaczają, że dotąd nie przeprowadzono analizy archiwalnych danych LHC pod kątem takiego wzorca. Ich publikacja ma zachęcić do ponownego przeglądu zarejestrowanych zdarzeń oraz do zaplanowania przyszłych, ukierunkowanych kampanii badawczych. Podobną strategię dałoby się — według nich — zastosować także w innych akceleratorach cząstek, co otwierałoby drogę do stworzenia globalnej sieci detekcji drgań potencjalnie wywoływanych przez AQN.

Zdaniem zespołu potwierdzenie takiej zależności mogłoby wyraźnie poszerzyć zakres poszukiwań ciemnej materii. Do tej pory wiele wysiłków koncentrowało się przede wszystkim na kandydaturach w świecie cząstek elementarnych, a w tym podejściu uwagę przesuwa się także na możliwość istnienia makroskopowych obiektów, które mogłyby stanowić ciemną materię.

Redaktor serwisu WP Tech. Od ponad 10 lat codziennie pisze o astronomii, astrofizyce, kosmologii i eksploracji przestrzeni kosmicznej. Od samego początku stara się zostać prawdziwym kronikarzem pierwszych kroków ludzkości ku gwiazdom. Tak się dobrze złożyło, że przypadło mu żyć w czasach, w których ludzkość dokonuje fenomenalnych odkryć i po raz pierwszy w historii ma szansę zajrzeć na kres wszechświata i postawić stopę na innej planecie. Poza pracą - miłośnik psów i wielokilometrowych spacerów po lasach Wielkopolski.

Czytaj cały artykuł u źródła — Benchmark GNews