Как LHC может услышать тёмную материю ⚡ экспресс
Спорадические потери пучка на Большом адронном коллайдере, известные как UFO, обычно объясняются взаимодействием протонов с микрочастицами пыли. В работе предлагается альтернатива: от 1 до 10% событий могут быть вызваны аксионными кварковыми самородками (AQN) — макроскопическими кандидатами тёмной материи с массами от 5 до 1000 г. Модель AQN естественно связывает плотности тёмной и видимой материи и объясняет барионную асимметрию: тёмная материя состоит из AQN вещества и антивещества. Показано, что при прохождении под землёй в радиусе ~100 км от БАК антивещественный AQN создаёт акустические волны, способные вызвать множественные UFO-события в течение 2 с. Если зарегистрировать три коррелированных UFO в разных точках кольца, отношение сигнал/шум превышает 5 во всём допустимом диапазоне масс AQN при времени измерения около 360 часов. Таким образом, БАК может выступать в роли широкополосного акустического детектора этих объектов.
В сердце Альп скрыт Большой адронный коллайдер. Время от времени его детекторы фиксируют внезапные всплески — учёные называют их UFO (неопознанные падающие объекты). По одной из теорий, это вовсе не сбои оборудования, а след тёмной материи. Дело в том, что тёмная материя, удерживающая галактики, может состоять из крошечных сгустков антивещества — размером с пылинку, но массой со скрепку.
Когда такой сгусток проносится сквозь земные породы, он создаёт мощную звуковую волну. За сотню километров от LHC этого достаточно, чтобы на миг качнуть протонный пучок — и родится UFO. Если за две секунды уловить три таких сигнала с разных сторон кольца, можно будет уверенно сказать: тёмная материя «постучалась». А заодно и объяснить, почему после Большого взрыва осталось вещество, а антивещество исчезло.
🎯 Энергия звукового импульса от такого сгустка сопоставима с ударом крупного метеорита, но услышать его способно только 27-километровое кольцо LHC, превращённое в гигантский сейсмограф.