Экспедиция за темным бозоном

Осе­нью 2015 года уче­ные из Тро­иц­ка, Протви­но и Дуб­ны пла­ни­ру­ют под­клю­чить­ся к поис­кам тем­но­го бозо­на и поста­вить экс­пе­ри­мент на про­тон­ном супер­син­хро­троне в ЦЕРН [1]. Об этом рас­ска­зал в кон­це декаб­ря на семи­на­ре в ИФВЭ Нико­лай Крас­ни­ков, заве­ду­ю­щий отде­лом тео­ре­ти­че­ской физи­ки ИЯИ РАН, один из веду­щих в стране спе­ци­а­ли­стов по поис­ку новой физи­ки на боль­шом адрон­ном кол­лай­де­ре. Тем­ный бозон — гипо­те­ти­че­ская части­ца-посред­ник, пере­но­ся­щая допол­ни­тель­ные вза­и­мо­дей­ствия меж­ду нашим види­мым миром и тем­ной мате­ри­ей. Новая части­ца ана­ло­гич­на обыч­но­му фото­ну, кван­ту све­та, пере­но­ся­ще­му элек­тро­маг­нит­ные вза­и­мо­дей­ствия меж­ду эле­мен­тар­ны­ми части­ца­ми, одна­ко, в отли­чие от него, обла­да­ет мас­сой. Мно­гие науч­ные груп­пы в мире ищут тем­ный бозон, но пока без­успеш­но.

«Сей­час в физи­ке высо­ких энер­гий нет зада­чи важ­нее, чем най­ти хоть какие-то ука­за­ния на свой­ства тем­ной мате­рии, напри­мер про­яв­ле­ния сил, кото­рые свя­зы­ва­ют ее с обыч­ным миром, — пояс­нил нам Нико­лай Крас­ни­ков. — Мно­гие дума­ют, что в тече­ние жиз­ни наше­го поко­ле­ния мы будем знать, из чего состо­ит тем­ная мате­рия».

Извест­но, что тем­ная мате­рия вза­и­мо­дей­ству­ет с нашим веще­ством сла­бо, в основ­ном посред­ством гра­ви­та­ции, поэто­му судить о ее допол­ни­тель­ных свой­ствах и вза­и­мо­дей­стви­ях при­хо­дит­ся по кос­вен­ным при­зна­кам — несты­ков­кам в экс­пе­ри­мен­тах и ано­ма­ли­ям в наблю­де­ни­ях, таким как избы­ток пози­тро­нов, кото­рый обна­ру­жи­ла кол­ла­бо­ра­ция спут­ни­ка PAMELA несколь­ко лет назад. Уче­ные стро­ят раз­лич­ные гипо­те­зы, в кото­рых пыта­ют­ся объ­яс­нить эти необыч­ные фак­ты. Одна из гипо­тез пред­по­ла­га­ет суще­ство­ва­ние лег­ко­го тем­но­го бозо­на. Поста­нов­кой экс­пе­ри­мен­тов по поис­ку тем­но­го бозо­на зани­ма­ют­ся мно­гие науч­ные груп­пы в мире, в том чис­ле ЦЕРН. Про­бле­ма в том, что неиз­вест­ны ни кон­стан­та вза­и­мо­дей­ствия этой части­цы, ни ее мас­са, и вари­ан­тов рас­па­да мож­но пред­по­ло­жить мно­же­ство. Одна­ко лет десять назад, рас­ска­зал Нико­лай Крас­ни­ков, появи­лась некая зацеп­ка, кото­рая при­обод­ри­ла физи­ков и уси­ли­ла инте­рес к этой гипо­те­зе. Это извест­ный экс­пе­ри­мент по изме­ре­нию ано­маль­но­го маг­нит­но­го момен­та мюо­на, про­ве­ден­ный Брук­хэй­вен­ской наци­о­наль­ной лабо­ра­то­ри­ей в США. Резуль­та­ты экс­пе­ри­мен­та раз­ли­ча­лись с пред­ска­за­ни­я­ми на 3,6 стан­дарт­но­го откло­не­ния, а это уже был повод заду­мать­ся. Уче­ные исклю­ча­ли один объ­яс­ня­ю­щий рас­хож­де­ние сце­на­рий за дру­гим, но про­ве­ре­но еще не всё. В том чис­ле, оста­ет­ся веро­ят­ность при­сут­ствия лег­ко­го тем­но­го бозо­на, кото­рый рас­па­да­ет­ся на два ней­три­но.

Этот сце­на­рий и будут про­ве­рять наши уче­ные в ЦЕРН. Заяв­ку на про­ве­де­ние экс­пе­ри­мен­та в ЦЕРН по поис­ку этой новой части­цы боль­шая груп­па авто­ров из инсти­ту­тов Тро­иц­ка, Протви­но и Дуб­ны пода­ла еще осе­нью 2013 года [2]. Толь­ко в ЦЕРН мож­но полу­чить интен­сив­ность вто­рич­ных пуч­ков элек­тро­нов и мюо­нов, доста­точ­ную для поис­ка сиг­на­ла от тем­но­го бозо­на. Это пред­ло­же­ние встре­ти­ли с инте­ре­сом. После пред­став­ле­ния и мно­го­чис­лен­ных обсуж­де­ний науч­ный коми­тет ЦЕРН по новым экс­пе­ри­мен­там реко­мен­до­вал его для про­ве­де­ния пер­вых поис­ков в 2015 году.

Экс­пе­ри­мент обсу­ди­ли и под­дер­жа­ли чле­ны рабо­чей груп­пы Россия–ЦЕРН. Общее науч­ное руко­вод­ство экс­пе­ри­мен­том взял на себя дирек­тор ОИЯИ ака­де­мик В.А. Мат­ве­ев, а его спо­укс­ме­ном стал веду­щий науч­ный сотруд­ник ИЯИ РАН С.Н. Гни­нен­ко. В экс­пе­ри­мент кро­ме рос­сий­ских групп из ИЯИ РАН, ИФВЭ и ОИЯИ вошли уче­ные Гер­ма­нии, Гре­ции, Чили, Швей­ца­рии и Южной Кореи.

Татья­на Пичу­ги­на

1. inr.ru/rus/markov/2014-m/krasnikov.pdf

2. http://arxiv.org/pdf/1312.3309.pdf

Если вы нашли ошиб­ку, пожа­луй­ста, выде­ли­те фраг­мент тек­ста и нажми­те Ctrl+Enter.

Связанные статьи

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: