Lielo hadronu paātrinātāju papildinās detektors MATHUSLA, lai meklētu ilgi dzīvojošas daļiņas.

Lielais hadronu sadursinātājs saņems jaunu liela mēroga detektoru MATHUSLA, lai atklātu hipotētiskās daļiņas ar ilgu eksistences periodu.

Sadursinātāja galvenais mērķis bija apstiprināt Higsa bozona eksistenci, kuru prognozēja standarta modeļa elementārdaļiņu fizika. Šo uzdevumu tas veiksmīgi izpildīja. Tomēr otrais uzdevums, kas saistīts ar jaunu elementārdaļiņu un visu, kas varētu iziet ārpus standarta modeļa, meklēšanu, izrādījās daudz sarežģītāks un līdz šim tam nav bijuši nozīmīgi panākumi.

Pēc vairāk nekā 10 gadu darbības sadursinātājam nav izdevies atrast nekādas pazīmes par parādībām un elementārdaļiņām, kas pārsniegtu standarta modeli. Eiropas kodolu pētījumu centrs (CERN) zinātnieki uzskata, ka tas nav slikti, jo šie rezultāti palīdzēja apgāzt daudzas alternatīvas teorijas.

Tomēr sadursinātājam, kas ir veiksmīgs subatomisko daļiņu atklāšanā, ir viens ievērojams trūkums. Tas tika izstrādāts, ņemot vērā konkrētu hadronu meklēšanu, lielākā daļa no kuriem ir ar elektrisko lādiņu un ļoti īsu eksistences periodu. Fiziķi uzskata, ka pastāv atsevišķs daļiņu veids, kas var nebūt ar lādiņu un pastāvēt daudz ilgāk, ļaujot tiem izvairīties no paātrinātāja detektoriem.

Pēc sadursinātāja darbības uzsākšanas zinātnieku un inženieru komanda sanāca kopā, lai risinātu šo trūkumu. Viņi sāka izstrādāt papildu detektoru, lai meklētu šādas ilgdzīvojošās daļiņas. Jaunais detektors ieguva nosaukumu MATHUSLA, nosaukts par godu bībeles tēlam Metuzālam, kurš, kā norādīts bībeliskajos tekstos, dzīvoja aptuveni 900 gadus. Detektora nosaukums nozīmē MAssīvais Laika Hodoskops Ultra-Stabilām neitraJām daļiņām.

Pašlaik MATHUSLA ir pēdējā izstrādes fāzē, un tā būvēšana, ja saglabāsies pašreizējais finansējuma apjoms, var sākties jau 2025. gadā. Šis detektors būs 40 metru diametra kamera, kas piepildīta tikai ar skābekli, apkārt esošiem vairākiem mazākiem detektoriem. Tā atradīsies aptuveni 100 metrus no galvenā kolidera enerģētiskās strāvas, un telpa starp tiem būs piepildīta ar netīrumiem un akmeņiem.

Vairākas hipotētiskas daļiņas varētu eksistēt vairākas simts nanosekundes, kas ir daudz ilgāk nekā daudzas daļiņas, kuras uztver sadursinātājs Ja MATHULSA izdosies, papildu detektors gaidīs, kad kāda no ilgdzīvojošajām daļiņām ienāk galvenajā kamerā. Tad tā sadalīsies straumē citās daļiņās, un sensoru grupas meklēs to raksturīgo izstarojumu.

Šādas daļiņas varētu palīdzēt fiziķiem labāk izprast Higsa bozona raksturu, iespējamos saistītos elementārdaļiņus un izskaidrot vāju gravitācijas mijiedarbību MATHULSA pat varētu palīdzēt zinātniekiem atklāt noslēpumainās matērijas būtību.

Avots: LiveScience