세계 최대의 원자 분쇄기가 암흑 물질을 잃을 수도 있습니다. 그러나 물리학 자들은 잃어버린 암흑 물질이 존재하는 경우 어떻게 보일지에 대한 명확한 그림을 얻고 있습니다.
제네바에 기반을 둔 LHC (Large Hadron Collider)의 매우 큰 입자 탐지기 인 ATLAS는 2012 년 iggs 스 보손을 발견 한 것으로 가장 잘 알려져 있습니다. 이제는 이론적 "초대칭"을 포함하여 훨씬 더 이국적인 입자를 찾기 위해 이동했습니다. 입자 또는 파트너 입자를 우주에서 알려진 모든 입자와 결합시킵니다.
초대칭이 실제라면, 그 입자들 중 일부는 보이지 않는 암흑 물질이 우리 우주에 퍼져 있다고 설명 할 수 있습니다. 이제 3 월 ATLAS 중심 회의에서 발표 된 한 쌍의 결과는 이러한 가상의 입자가 어떻게 보일지에 대한 가장 정확한 설명을 제공했습니다.
보이지 않는 문제
백업합시다
암흑 물질은 우주의 대부분을 구성 할 수있는 보이지 않는 것들입니다. 아무도 볼 수는 없지만 존재하는 것으로 의심되는 여러 가지 이유가 있습니다. 그러나 가장 확실한 것은 다음과 같습니다. 은하가 존재합니다.
우주를 둘러 보면, 연구자들은 은하계가 보이는 별의 중력과 다른 평범한 물질과 함께 묶일만큼 충분히 크지 않다는 것을 알 수 있습니다. 우리가 볼 수있는 모든 것이 있다면, 그 은하들은 표류 할 것입니다. 그것은 보이지 않는 암흑 물질이 은하에 모여서 중력과 함께 묶는 것을 암시합니다.
그러나 알려진 입자 중 어느 것도 우주의 은하계를 설명 할 수 없습니다. 그래서 대부분의 물리학 자들은 우리가 본 적이없는 일종의 입자 (또는 입자)가 있다고 가정합니다. 그것은 모든 암흑 물질을 구성합니다.
실험 물리학 자들은 사냥을 위해 많은 탐지기를 만들었습니다.
이 실험은 다른 방식으로 작동하지만 본질적으로 많은 양의 물건을 매우 어두운 방에 넣고 매우 조심스럽게 보는 것입니다. 결국 이론은 간다. 암흑 물질의 일부는 큰 덩어리에 부딪쳐 반짝이게 할 것이다. 그리고 물질의 성질과 빛나는 것에 따라 물리학자는 암흑 물질 입자가 어떻게 생겼는지 배울 것입니다.
ATLAS는 지구상에서 가장 밝은 곳 중 하나에서 어두운 물질을 찾아 반대 방향으로 접근하고 있습니다. LHC는 믿을 수 없을 정도로 빠른 속도로 입자를 함께 분쇄하는 매우 큰 기계입니다. 몇 마일의 튜브 안에는 충돌에서 형성된 새로운 입자들이 계속 폭발하고 있습니다. ATLAS가 Higgs boson을 발견했을 때 LHC가 실제로 만든 다수의 Higgs boson이있었습니다.
일부 이론가들은 LHC가 특정 종류의 암흑 물질 입자, 즉 알려진 입자의 초대칭 파트너를 생성 할 수 있다고 생각합니다. "초대칭"이라는 단어는 물리학에서 알려진 많은 입자들이 발견하기 어려운 "파트너"를 발견하지 못했다는 이론을 나타냅니다. 이 이론은 입증되지 않았지만, 사실이라면 현재 입자 물리학을 지배하는 복잡한 방정식을 단순화 할 것입니다.
올바른 특성을 가진 초대칭 입자가 우주에서 누락 된 암흑 물질의 일부 또는 전부를 설명 할 수도 있습니다. 그리고 그들이 LHC에서 만들어지고 있다면 ATLAS는 그것을 증명할 수 있어야합니다.
초대칭 입자 찾기
그러나 문제가 있습니다. 물리학 자들은 이러한 초대칭 입자가 LHC에서 만들어지면 붕괴되기 전에 감지기 밖으로 날아가고 있다고 점점 더 확신하고 있습니다. Live Science가 이전에보고 한 바에 따르면, ATLAS는 이국적인 초대칭 입자를 직접 감지하지 않고, 초대칭 입자가 붕괴 후에 변형되는 더 일반적인 입자를 볼 수 있기 때문에… 그러나 ATLAS는 그 서명을 볼 수 없었습니다. 그래서 연구원들은 LHC에서 수백만 개의 입자 충돌 통계를 사용한 헌팅 (Hunting)이라는 다른 대안을 찾았습니다.
연구원들은 성명서에서 "충돌의 횡 방향 운동량의 크기를 통해서만 유추 될 수있다"고 말했다.
누락 된 운동량을 정확하게 측정하는 것은 어려운 작업입니다.
"LHC에 의해 생성 된 수많은 중복 충돌이있는 조밀 한 환경에서, 실제와 가짜를 분리하는 것이 어려울 수있다"고 연구원들은 말했다.
지금까지 그 사냥은 아무것도 밝혀지지 않았습니다. 그러나 그것은 유용한 정보입니다. 특정 암흑 물질 실험이 실패 할 때마다 연구원은 암흑 물질이 어떻게 보이지 않는지에 대한 정보를 제공합니다. 물리학 자들은이 좁혀진 과정을 암흑 물질을 "제한"이라고합니다.
누락 된 운동량에 대한 통계적 사냥에 근거한 3 월 2 일 결과는 특정 초대칭 암흑 물질 후보자 (charginos, sleptons 및 supersymmetric bottom quarks라고 함)가 존재한다면 ATLAS가 아직 배제하지 않은 특별한 특성을 가져야한다는 것을 보여줍니다.
현재의 초대칭 모델이 올바른 경우, 한 쌍의 charginos는 양성자의 질량의 447 배 이상이어야하고, 한 쌍의 slepton은 양성자의 질량의 746 배 이상이어야합니다.
유사하게, 현재 모델에 기초하여, 초대칭 하부 쿼크는 양성자의 질량의 1,545 배 이상이어야한다.
ATLAS는 이미 더 가벼운 차르 지노, slepton 및 바닥 쿼크에 대한 사냥을 마쳤습니다. 그리고 연구원들은 그들이 존재하지 않는다고 95 % 확신한다고 말했습니다.
어떤면에서 암흑 물질에 대한 사냥은 끊임없이 널 발견을 만들어내는 것으로 보인다. 그러나이 물리학 자들은 여전히 낙관적이다.
이 결과는 성명서에서 "중요한 초대칭 시나리오에 강한 제약을 가하여 향후 ATLAS 검색을 안내 할 것"이라고 말했다.
결과적으로 ATLAS는 암흑 물질과 초대칭을 사냥하는 새로운 방법을 갖게되었습니다. 아직 암흑 물질이나 초대칭을 찾지 못했습니다.
