Темна матерія могла спричиняти збої Великого адронного колайдера

Дослідники звернули увагу на явище, відоме як «неідентифіковані падаючі об’єкти» (НПО), яке спостерігалося в Великому адронному колайдері (LHC). Це несподівані випадки втрати протонного пучка, які ставалися через потрапляння мікроскопічних частинок пилу всередину приладу. Оскільки LHC працює в надзвичайно чистих умовах, поява пилу досі лишалася загадкою.

Нова гіпотеза пояснює ці збої взаємодією з темною матерією. Вчені припустили, що частинка темної матерії, пролітаючи крізь Землю на відстані близько 100 кілометрів від колайдера, може спричинити слабку підземну вібрацію. Ця вібрація здатна розхитати порошинки всередині приладу, і вони потрапляють у пучок, викликаючи його втрату.

У центрі уваги — теоретична форма темної матерії, відома як аксіонні кваркові нагетси (AQN). Це щільні макроскопічні об’єкти розміром із пилинку, але вагою до кілограма. Спочатку дослідники думали, що сам пил у колайдері може бути AQN, але подальший аналіз показав, що це збіг. Однак ця ідея надихнула на інший підхід.

Команда розрахувала, що AQN, пролітаючи поблизу LHC, може створювати акустичну ударну хвилю, яка вивільняє пил у пучок. Такі події мали б генерувати сигнали приблизно в п’ять разів сильніші за фоновий шум. Характерною ознакою була б поява трьох або більше пов’язаних НПО протягом двох секунд у послідовних точках уздовж 27-кілометрового тунелю. Це дозволило б відрізнити їх від звичайних збурень.

Перевага цього методу в тому, що не потрібно будувати нові детектори. LHC уже оснащений моніторами втрат пучка, які захищають прискорювач від пошкоджень. Дослідники зазначають, що ці прилади можуть реагувати на те, для чого їх не проєктували. Тож для перевірки гіпотези достатньо проаналізувати наявні записи.

Якщо ідею підтвердять, це дасть новий інструмент для вивчення темної матерії. Навіть якщо доказів не знайдуть, аналіз цих аномалій допоможе краще зрозуміти роботу самого колайдера і розгадати ще одну давню загадку.