На LHC частиц тёмной материи не видят

В экспериментах по протон-протонным столкновениям на Большом адронном коллайдере учёным не удалось обнаружить события, похожие на рождение вимпов — гипотетических частиц загадочной тёмной материи. Эти данные наложили самые строгие на настоящий момент ограничения на модели таких частиц.

Диаграмма Фейнмана для процесса образования пары вимпов при аннигиляции кварка и антикварка.
Диаграмма Фейнмана для процесса образования пары вимпов при аннигиляции кварка и антикварка.

Тёмная материя — загадочная субстанция, о существовании которой известно только из астрономических наблюдений по её гравитационному воздействию на видимые звёзды и галактики. По одной из гипотез тёмная материя состоит из массивных частиц — вимпов — слабовзаимодействующих с обычной, барионной, материей.

Сразу несколько экспериментов в настоящее время пытаются обнаружить пролетающие сквозь Землю вимпы с помощью прямого детектирования в сверхчувствительных установках. В то же время в принципе, вимпы могут быть созданы и в коллайдерах. Например, на Большом адронном коллайдере.

До сих пор, однако, ни там, ни там, надёжные сигналы, которые бы доказали существование вимпов, не регистрировались. При этом прямое детектирование накладывало более сильные ограничения на параметры вимпов, чем коллайдеры.

На днях в журнале Physical Review Letters опубликованы новые данные, полученные коллаборацией ATLAS, работающей на LHC. Учёные изучали протон-протонные столкновения, пытаясь обнаружить в них аннигиляцию двух кварков с образование пары вимпов. Согласно квантовой теории поля в этом случае аннигилирующий кварк должен был бы испустить W- или Z-бозон. Именно их и искали в эксперименте.

Обнаружить такие события, однако, не удалось. Это накладывает самые сильные на данный момент ограничения на модели вимпов.


Источник: Physics — Looking for the Invisible at Colliders

comments powered by Disqus