Το CERN αναζητά τη σκοτεινή ύλη με νέο πείραμα

06/03/2019

Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Πυρηνικών Ερευνών (CERN) ξεκινά ένα νέο επιστημονικό πρότζεκτ για να αναζητήσει τα σωματίδια της μυστηριώδους σκοτεινής ύλης, η οποία αποτελεί περίπου το 27% του σύμπαντος, έναντι μόνο 5% που αντιστοιχεί στην κοινή ορατή ύλη (την οποία αποτελούν  τα αστέρια, οι πλανήτες και οτιδήποτε υπάρχει πάνω τους).

Οι φυσικοί θεωρούν πιθανή την ύπαρξη «εξωτικών» σωματιδίων της αόρατης σκοτεινής ύλης, τα οποία επιχειρούν να εντοπίσουν θέτοντας σε εφαρμογή το πείραμα FASER (Forward Search Experiment). Στο πλαίσιο του πειράματος προβλέπεται η εγκατάσταση και η χρήση ενός νέου ανιχνευτή που θα αναζητήσει τα «σκοτεινά» σωματίδια στον μεγάλο επιταχυντή LHC του CERN (η λειτουργία του οποίου έχει ανασταλεί προσωρινά λόγω αναβάθμισης).

Ο νέος ανιχνευτής θα είναι ένα όργανο μήκους πέντε μέτρων και διαμέτρου ενός μέτρου περίπου, το οποίο θα τοποθετηθεί σε σημείο κατά μήκος του κυκλικού επιταχυντή LHC, 480 μέτρα μετά τον τεράστιο εξαώροφο ανιχνευτή ATLAS, όπου ανακαλύφθηκε το σωματίδιο του Χιγκς το 2012. Καθώς οι ακτίνες πρωτονίων θα συγκρούονται στο όργανο του ATLAS, μπορεί να δημιουργούν νέα σωματίδια, τα οποία ίσως στη συνέχεια «συλλάβει» το νέο όργανο FASER. Κάθε φορά που θα λειτουργεί το πείραμα ATLAS, θα λαμβάνει δεδομένα και το πείραμα FASER.

Η λειτουργία του FASER αναμένεται να ξεκινήσει το 2021 και η πρώτη του φάση να διαρκέσει έως το 2023. Όταν ο μεγάλος επιταχυντής LHC και το τεραστίων διαστάσεων τούνελ του, μήκους 27 χιλιομέτρων, κλείσουν ξανά ενόψει αναβάθμισης, την περίοδο 2024-26, θα αναβαθμισθεί τότε και το όργανο FASER, προκειμένου να μεγαλώσει και να αποκτήσει μεγαλύτερη ευαισθησία (για την ανίχνευση σωματιδίων). Το πενταετές πρόγραμμα FASER, είναι μια πρωτοβουλία φυσικών του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια-Ιρβάιν. Θα συνεργασθούν 30 έως 40 επιστήμονες από διάφορες χώρες του κόσμου.

Ο επικεφαλής του πειράματος FASER, Τζόναθαν Φενγκ, καθηγητής φυσικής και αστρονομίας του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια-Ιρβάιν, δήλωσε σχετικά: «Πριν από επτά χρόνια, οι επιστήμονες ανακάλυψαν το μποζόνιο του Χιγκς στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων, ολοκληρώνοντας ένα κεφάλαιο στην αναζήτηση μας για τους θεμέλιους λίθους του σύμπαντος, όμως τώρα αναζητούμε νέα σωματίδια. Το πρόβλημα της σκοτεινής ύλης δείχνει ότι δεν ξέρουμε από τι αποτελείται το μεγαλύτερο μέρος του σύμπαντος, συνεπώς είμαστε βέβαιοι ότι υπάρχουν νέα σωματίδια εκεί έξω».

Πηγή: ΑΠΕ - ΜΠΕ