Frisk antimaterialeundersøgelse vil styrke fremtidige indirekte søgninger efter mørkt stof

ALICE -samarbejdet har præsenteret nye resultater for produktionen af ​​antideuterons baseret på data indsamlet ved den højeste kollisionsenergi, der hidtil er leveret på Large Hadron Collider. Antideuteron består af en antiproton og en antineutron. De nye målinger er vigtige, fordi tilstedeværelsen af ​​antideuteroner i rummet er en lovende indirekte signatur af kandidater til mørkt stof. Resultaterne markerer et skridt fremad i søgen efter mørkt stof.

Nylige astrofysiske og kosmologiske resultater peger på, at mørkt stof er den dominerende form for stof i universet, tegner sig for cirka 85% af alt stof. Det mørke stofs natur forbliver et stort mysterium, og at knække sine hemmeligheder ville åbne en ny dør for fysik.

Opdagelse af antideuterons i rummet kan være en indirekte signatur af mørkt stof, da de kunne frembringes under tilintetgørelse eller forfald af neutralinoer eller sneutrinoer, som er hypotetiske partikler i mørkt stof.

Forskellige eksperimenter er på jagt efter antideuterons i universet, herunder AMS -detektoren på den internationale rumstation. Imidlertid, før man udleder eksistensen af ​​mørkt stof fra påvisning af disse kerner, videnskabsfolk skal redegøre for både deres produktionstakster ved andre kilder (dvs. kollisioner mellem kosmiske stråler og kerner i det interstellare medium) og hastighederne for deres tilintetgørelse forårsaget af at støde på stof på deres rejse. For at hævde, at det påviste antideuteron er relateret til tilstedeværelsen af ​​mørkt stof, produktions- og tilintetgørelseshastighederne skal forstås godt.

Ved at kollidere protoner i LHC, ALICE -forskere efterlignede produktionen af ​​antideuteron gennem kosmiske strålekollisioner, og kunne dermed måle produktionshastigheden forbundet med dette fænomen. Disse målinger udgør et grundlæggende grundlag for modellering af antideuteron -produktionsprocesser i rummet. Ved at sammenligne mængden af ​​antideuteroner opdaget med mængden af ​​deres stofmodparter (deuteroner, som ikke tilintetgøres i detektoren), de var i stand til at bestemme, for første gang, tilintetgørelsessandsynligheden for lavenergi-antideuteroner.

Disse målinger vil bidrage til fremtidige antideuteron -undersøgelser i Jordens nærhed, og hjælpe fysikere med at afgøre, om de er signaturer for tilstedeværelsen af ​​partikler af mørkt stof, eller hvis de tværtimod er manifestationer af kendte fænomener.

I fremtiden, disse typer undersøgelser ved ALICE kunne udvides til tungere antinuclei. "LHC og ALICE -eksperimentet repræsenterer en unik facilitet til at studere antimateria -kerner, "siger ALICE -talsmand Luciano Musa." Denne forskning vil fortsat give en afgørende reference til fortolkningen af ​​fremtidige astrofysiske søgninger i mørkt stof. "