นักวิทยาศาสตร์อาจมีวิธีใหม่ในการมองเข้าไปใน "Dark World" ของฟิสิกส์
ในบทความใหม่นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีกล่าวว่าพวกเขามีแผนใหม่สำหรับการค้นหาอนุภาคเชิงทฤษฎีที่ไม่เคยสังเกต อนุภาคเหล่านี้ขนานนามว่าอนุภาคที่มีอายุยืนยาวหรือ LLPs อาจเป็นหน้าต่างเข้าไปในสสารมืดและพลังงานมืดซึ่งรวมกันเป็น 95% ของจักรวาล สสารมืดออกแรงดึงแรงโน้มถ่วงในเรื่องธรรมดาและพลังงานมืดก็คิดว่าจะทำให้การขยายตัวของจักรวาลเร่งความเร็ว แต่ไม่สามารถสังเกตได้โดยตรงเนื่องจากการโต้ตอบใด ๆ ที่พวกเขามีกับเรื่องส่องสว่างของจักรวาลนั้นอ่อนแอ Zhen Liu นักวิจัยหลังปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแมริแลนด์กล่าว
“ พวกเขาไม่ได้คุยกับเรา” หลิวหนึ่งในนักวิจัยที่ทำงานเกี่ยวกับแผนใหม่บอกกับวิทยาศาสตร์การใช้ชีวิต
แต่ LLPs อาจเป็นวิธีสำหรับโลกที่มืดมิดในการสื่อสารกับคนที่เบากว่า และหลิวและเพื่อนร่วมงานของเขาเชื่อว่าโดยการปรับแต่งเครื่องตรวจจับบางส่วนในอะตอมที่ใหญ่ที่สุดในโลกHadron Collider ขนาดใหญ่(LHC) ใกล้กับเจนีวาสวิตเซอร์แลนด์นักฟิสิกส์อาจสามารถหาพวกเขาได้ -คำถามที่ใหญ่ที่สุด 11 ข้อเกี่ยวกับสสารมืด-
โลกคู่ขนาน
"โลกมืด" หรือที่รู้จักกันในนาม "ภาคที่ซ่อนเร้น" อธิบายชุดของอนุภาคสมมุติที่จะเกินกว่าแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์ -รุ่นมาตรฐานอธิบายโปรตอนนิวตรอนอิเล็กตรอนและอนุภาค subatomic แปลก ๆ ทั้งหมดที่เข้ากับพวกเขาเช่นควาร์ก, มุอน, นิวตริโนและฮิกส์โบซอน)
หากเรื่อง "ปกติ" ทั้งหมดอยู่ในหุบเขาเดียวโลกมืดอยู่ในหุบเขาคู่ขนานหนึ่งสันเขา Liu กล่าว มันต้องใช้พลังงานจำนวนมหาศาลในการปีนขึ้นไปบนสันเขาดังนั้นอนุภาคในหุบเขาโลกมืดจึงมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างมาก แต่เพียงเล็กน้อยกับผู้ที่อยู่อีกด้านหนึ่งของภูเขา แต่อนุภาคบางชนิดอาจสามารถผ่านอุปสรรคพลังงานจากโลกมืดไปสู่อนุภาคที่เราพบผ่านกระบวนการที่เรียกว่าอุโมงค์ควอนตัม- อนุภาคเหล่านี้อาจจะไม่เทียบเท่ากับสกี้สกี้ของอนุภาคที่มีเสถียรภาพเช่นโปรตอนหรือนิวตรอน Liu กล่าว แต่อาจจะคล้ายกับอนุภาคแบบจำลองมาตรฐานที่ไม่เสถียรมากขึ้น
มันเป็นอนุภาคอุโมงค์ที่นักวิจัยสนใจในการค้นหา แต่อนุภาคเหล่านี้มีอยู่จริง Liantao Wang นักฟิสิกส์ทฤษฎีที่มหาวิทยาลัยชิคาโกกล่าว LHC เหวี่ยงโปรตอนกันอย่างรวดเร็วทำให้เกิดการชนกัน 1 พันล้านครั้งต่อวินาที การชนกันเหล่านั้นทำให้โปรตอนเป็นอนุภาคขนาดใหญ่ที่รู้จักกันดี สำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่กำลังมองหาภาคที่ซ่อนอยู่อนุภาคเหล่านั้นทั้งหมดเป็นเพียงเสียงรบกวน อนุภาคที่พวกเขาสนใจวังกล่าวอาจปรากฏขึ้นเพียงไม่กี่ครั้งในทศวรรษ
เส้นทางใหม่
วังพร้อมกับ Liu และเพื่อนร่วมงานของพวกเขา Jia Liu เป็นผู้เขียนบทความใหม่ที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 3 เมษายนในวารสารจดหมายทบทวนทางกายภาพแนะนำวิธีที่จะจับแวบหนึ่งของอนุภาคที่หายากเหล่านี้
ทุกอย่างลงมาถึงเวลา LLPS, Wang กล่าวว่าควรมีขนาดใหญ่และมีการตัดไม้เมื่อเทียบกับอนุภาคมาตรฐานที่ LHC สร้างขึ้นเป็นกลุ่ม ความช้าของพวกเขาเป็นเพราะอุปสรรค์พลังงานขนาดใหญ่ที่พวกเขาต้องเอาชนะเพียงเพื่อสร้างความประทับใจในโลกของสสารปกติ Liu กล่าว แต่จังหวะของหอยทากก็เป็นคุณสมบัติที่มีประโยชน์สำหรับนักฟิสิกส์ อนุภาคพื้นฐานส่วนใหญ่ใน LHC เดินทางด้วยความเร็วแสงและการสลายตัวอย่างรวดเร็ว ที่Higgs Bosonตัวอย่างเช่นหายไปเพียง 10 ถึงลบ 22 วินาทีเปลี่ยนเป็นชุดของอนุภาคที่มีเสถียรภาพมากขึ้น -รูปถ่าย: Atom Smasher ที่ใหญ่ที่สุดในโลก (LHC)-
แม้ว่า LLPS ควรมีชีวิตที่ช้า - ถึงหนึ่งในสิบของวินาทีวังกล่าว พวกเขายังเดินทางช้ากว่าความเร็วของแสง- ดังนั้นการปรับเครื่องตรวจจับของ LHC เพื่อมองหาอนุภาคที่มาสายไปยังเซ็นเซอร์ของพวกเขาควรเป็นกุญแจสำคัญในการตรวจจับพวกเขา
“ มันเป็นความคิดที่ง่ายมาก” วังกล่าว“ แต่มันกลับกลายเป็นว่ามีประสิทธิภาพอย่างน่าประหลาดใจ”
การปรับเปลี่ยนบางอย่างจะเกิดขึ้นตามธรรมชาติด้วยการอัพเกรดของ LHC ซึ่งกำลังดำเนินอยู่ในขณะนี้ Liu กล่าว Collider อนุภาคจะเปิดอีกครั้งในปี 2021 โดยมีเครื่องตรวจจับที่จะสามารถวัดระยะเวลาของการมาถึงของอนุภาคได้อย่างแม่นยำมากกว่าที่จะทำได้ 10 เท่าเขากล่าว จากนั้นเขากล่าวว่ามันเป็นเพียงเรื่องของการปรับแต่งซอฟต์แวร์สองสามครั้งเพื่อใช้ประโยชน์จากความสามารถของ LHC และตรวจสอบให้แน่ใจว่านักฟิสิกส์ทดลองที่ใช้ Collider จัดลำดับความสำคัญของการค้นหา ตอนนี้วังและหลิวกล่าวว่าพวกเขาและเพื่อนร่วมงานนักทดลองของพวกเขากำลังมีการประชุมหลายชุดเพื่อให้แน่ใจว่าทุกคนอยู่ในหน้าเดียวกัน
“ มันจะเกิดขึ้น” หลิวกล่าว
- ควาร์กแปลก ๆ และมูอนโอ้ฉัน! อนุภาคที่เล็กที่สุดของธรรมชาติผ่า
- นั่นคืออะไร? คำถามฟิสิกส์ของคุณตอบ
- อนุภาคควอนตัม 18 เท่าทำให้จิตใจของเรา
เผยแพร่ครั้งแรกเมื่อวิทยาศาสตร์สด-
