אחת השאלות הגדולות שמעסיקות פיסיקאים וקוסמולוגים של חלקיקים הן: מה זה חומר אפל? אנו יודעים שחלק זעיר ממסת היקום הוא החומר הנראה לעין שאנו יכולים לראות, אך 23% מהיקום מיוצרים מחומר שלא נוכל לראות. המסה הנותרת מוחזקת במשהו שנקרא אנרגיה אפלה. אך כשחזרו לשאלת החומר האפל, הקוסמולוגים מאמינים כי התצפיות שלהם מעידות על נוכחות של חומר כהה, ופיזיקאים של החלקיקים מאמינים כי עיקרו של חומר זה יכול להיות מוחזק בחלקיקים קוונטיים. מסלול זה מוביל אל ה- Big Hadron Collider (LHC) שם הקטן מאוד פוגש את הגדולים מאוד, בתקווה שמסביר אילו חלקיקים יכולים להיווצר לאחר רתימת האנרגיות האדירות האפשריות עם ה- LHC ...
ההתרגשות גוברת לקראת ההפעלה הגדולה של ה- LHC בהמשך הקיץ. עוקבנו אחר כל המהדורות החדשות, אפשרויות המחקר וכמה מתיאוריות "יותר שם" לגבי מה ש- LHC עשוי לגלות, אבל הקטעים האהובים עלי על חדשות LHC כוללים את האפשרות להציץ לממדים אחרים, ליצור חורי תולעת , ויוצר "חלקיקים" וחורים מיקרו-שחורים. המאמרים האלה הם אפשרויות די קיצוניות עבור ה- LHC, אני חושד שההפעלה היומית של מאיץ החלקיקים הענק תהיה קצת יותר ארצית (אם כי "ארצני" בפיזיקה של מאיץ עדיין יהיה די מרגש!).
דייוויד טובק, פרופסור באוניברסיטת טקסס A&M בתחנת קולג ', הוא אופטימי מאוד לגבי התגליות שה- LHC יחשוף. טובאק וצוותו כתבו מודל שמשתמש בנתונים של ה- LHC כדי לחזות את כמות החומר האפל שנשאר אחרי המפץ הגדול. אחרי הכל, ההתנגשויות בתוך ה- LHC ישחזרו לרגע חלק מהתנאים בזמן לידתו של היקום שלנו. אם היקום יצר חומר אפל לפני למעלה מ -14 מיליארד שנה, אז אולי ה- LHC יכול לעשות את אותו הדבר.
אם הצוות של טובאק יהיה צודק בכך שה- LHC יכול ליצור חומר אפל, יהיו השלכות חשובות הן לפיזיקת החלקיקים והן לקוסמולוגיה. יתר על כן, פיסיקאים קוונטיים יהיו צעד קרוב יותר להוכחת תקפותו של מודל העל-סימטריה.
“אם התוצאות שלנו נכונות, אנו יודעים כעת טוב יותר היכן לחפש את החלקיק של החומר האפל הזה ב- LHC. השתמשנו בנתוני דיוק מהאסטרונומיה כדי לחשב איך זה היה נראה ב- LHC, וכמה מהר עלינו להיות מסוגלים לגלות ולמדוד אותם. אם נקבל את אותה התשובה, זה היה נותן לנו ביטחון עצום שמודל העל-סימטריה נכון. אם הטבע מראה זאת, זה יהיה מדהים. " - דייויד טובאק
אז הציד ממשיך לייצור חומר אפל ב- LHC ... אבל מה אנו מחפשים? אחרי שכל החומר האפל צפוי להיות לא אינטראקציה, ובכן, אפל. מודל העל-סימטריה מנבא חלקיק אפשרי של חומר אפל הנקרא נייטרלינו. זה אמור להיות חלקיק כבד ויציב והאם צריכה להיות דרך לאתר אותו, יכולה להיות ההזדמנות של הקבוצה של טובאק לבדוק את אופיו של הנייטרלינו לא רק בתא הגילוי של ה- LHC, אלא גם את האופי של נייטרלינו ביקום.
“אם זה יסתדר, נוכל לעשות קוסמולוגיה אמיתית, כנה וטובה, ב- LHC. ונוכל להשתמש בקוסמולוגיה כדי לחזות פיזיקת חלקיקים." - לחזור
מקור: Physorg.com
