Ученые давно заинтригованы возможным существованием неуловимых частиц-призраков, которые могли бы стать ключом к разгадке тайн Вселенной. Теперь новаторский эксперимент, одобренный ведущим европейским центром исследования частиц CERN, призван окончательно определить, реальны ли эти частицы.
В отличие от Большого адронного коллайдера (БАК), на котором частицы сталкиваются друг с другом, в новом эксперименте будет использован другой подход. В нем частицы будут разбиваться о твердую поверхность, чтобы обнаружить любое взаимодействие, что сделает процесс обнаружения в тысячу раз более чувствительным, чем предыдущие методы.
Так что же это за призрачные частицы и почему они так неуловимы? Согласно Стандартной модели физики частиц, Вселенная состоит из 17 известных частиц, начиная с таких знакомых, как электроны, и заканчивая более непонятными, такими как очарованные кварки и тау-нейтрино. Однако астрономические наблюдения показывают, что видимая материя составляет лишь малую часть Вселенной, а остальное остается необъяснимым.
Появились частицы-призраки, которые, согласно гипотезе, являются скрытыми аналогами частиц Стандартной модели. Эти частицы, если они существуют, крайне редко взаимодействуют с обычной материей, подобно призракам, проходящим сквозь твердые объекты. Однако считается, что время от времени они распадаются на частицы Стандартной модели, что открывает потенциальные возможности для их обнаружения.
Новый эксперимент, получивший название "Поиск скрытых частиц" (SHiP), использует новый подход, разбивая частицы о твердую мишень, а не сталкивая их друг с другом. Это повышает вероятность обнаружения любых возникающих взаимодействий частиц.
Проект SHiP, возглавляемый профессором Андреем Голутвиным из Имперского колледжа Лондона, призван пролить свет на фундаментальные вопросы физики частиц и, возможно, открыть совершенно новые частицы.
Одна из проблем обнаружения частиц-призраков заключается в их способности преодолевать большие расстояния, не вступая во взаимодействие. Чтобы решить эту проблему, детекторы SHiP будут размещены на большом расстоянии от места столкновения, чтобы зафиксировать любые отложенные взаимодействия.
По словам профессора Митеша Пателя из Имперского колледжа, этот эксперимент обещает раскрыть скрытые аспекты Вселенной, которые до сих пор не удавалось обнаружить. Планируется, что SHiP начнет работу в 2030 году и будет стоить в разы дешевле, чем более крупные коллайдеры.
Работая вместе с существующими экспериментами ЦЕРН, включая БАК, SHiP воплощает в себе дух сотрудничества в научных исследованиях. Эксперимент, способный открыть новые области физики, дает надежду на революционные открытия в ближайшие десятилетия.