Το CERN έδωσε το “πράσινο φως” για ένα νέο πείραμα αναζήτησης της σκοτεινής ύλης

Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Πυρηνικών Ερευνών (CERN) ανακοίνωσε ότι ξεκινά ένα νέο επιστημονικό πείραμα που θα αναζητήσει τα σωματίδια της μυστηριώδους σκοτεινής ύλης, η οποία αποτελεί περίπου το 27% του σύμπαντος, έναντι μόνο 5% της κοινής ορατής ύλης, από την οποία αποτελούνται τα αστέρια, οι πλανήτες και οτιδήποτε υπάρχει πάνω τους.

Οι φυσικοί υποθέτουν ότι υπάρχουν «εξωτικά» σωματίδια της αόρατης σκοτεινής ύλης, αλλά δεν θα τα έχουν βρει μέχρι σήμερα.

Το πείραμα FASER (Forward Search Experiment), που πήρε το «πράσινο φως» για την υλοποίηση του, περιλαμβάνει την εγκατάσταση και τη χρήση ενός νέου ανιχνευτή που θα ψάξει για τα «σκοτεινά» σωματίδια στον μεγάλο επιταχυντή LHC του CERN (ο οποίος αυτή την εποχή είναι εκτός λειτουργίας για να αναβαθμισθεί).

View this post on Instagram

This photo shows the new solid-state amplifier system for CERN’s Super Proton Synchrotron (SPS). ⁣ ⁣ ⚡There are 32 towers, in which 2560 radio-frequency modules, each containing four transistors, will be installed.

A post shared by CERN (@cern) on Mar 4, 2019 at 8:00am PST

Ο νέος ανιχνευτής θα είναι ένα μικρό όργανο μήκους πέντε μέτρων και διαμέτρου ενός μέτρου περίπου, το οποίο θα τοποθετηθεί σε ένα συγκεκριμένο 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 «πιάσει» το νέο όργανο FASER. Κάθε φορά που θα λειτουργεί το πείραμα ATLAS, θα συλλέγει δεδομένα και το πείραμα FASER.

Η λειτουργία του FASER αναμένεται να αρχίσει το 2021 και να διαρκέσει σε πρώτη φάση έως το 2023.

Όταν ο μεγάλος επιταχυντής LHC και το γιγάντιο τούνελ του μήκους 27 χιλιομέτρων κλείσουν ξανά για μια νέα αναβάθμιση την περίοδο 2024-26, θα αναβαθμισθεί τότε και το όργανο FASER, ώστε να γίνει μεγαλύτερο και πιο ευαίσθητο.

Στο πενταετές πρόγραμμα FASER, που υπήρξε πρωτοβουλία φυσικών του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια-Ιρβάιν, θα συνεργασθούν 30 έως 40 επιστήμονες από διάφορες χώρες του κόσμου (σχετικά λίγοι σε σχέση με άλλα πειράματα του CERN).

View this post on Instagram

Our #PhotoOfTheWeek shows a 200 MHz accelarating RF cavity of the Super Proton Synchrotron (SPS) being removed from the tunnel. ⁣ ⁣ ⚡To accelerate more intense beams, the length of the cavities need to be reduced to maintain a sufficiently strong electromagnetic field along their whole length.

A post shared by CERN (@cern) on Feb 27, 2019 at 8:00am PST

«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», δήλωσε ο επικεφαλής του FASER Τζόναθαν Φενγκ, καθηγητής φυσικής και αστρονομίας του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια-Ιρβάιν.