Исследователи из НИТУ "МИСиС" создали прототип новой ловушки для элементарных частиц, которые возникают внутри одного из детекторов Большого адронного коллайдера - LHCb. Она ускорит поиски новой физики и изучение свойств тёмной материи, сообщает пресс-служба вуза.
Детектор LHCb, один из четырёх больших экспериментов на БАК, физики и инженеры ЦЕРН создали для того, чтобы искать частицы, которые не вписываются в Стандартную модель. Эта теория описывает большую часть взаимодействий всех известных сейчас науке элементарных частиц.
Кроме того, LHCb может искать и те частицы, масса которых слишком велика для того, чтобы их можно было искать их напрямую.
Научная команда LHCb преимущественно изучает то, как распадаются так называемые B-мезоны, состоящие из прелестного кварка и некоторых других элементарных частиц.
В последние пять лет сразу несколько групп учёных, в том числе и российские физики, нашли в данных LHCb множество намёков на то, что эти распады действительно содержат в себе следы новой физики.
С другой стороны, пока ни одна из этих странностей, в том числе аномалии в распадах нейтральных странных В-мезонов, а также неодинаковая частота распада порождаемых ими таонов и мюонов, пока не достигли уровня полноценного научного открытия.
Дело в том, что у физиков не накопилось достаточного количества данных в ходе прошлых сессий работы БАК.
Российские физики и их коллеги из ЦЕРН создали прототип новой ловушки для LHCb, которая должна значительно ускорить эти поиски после следующего большого обновления коллайдера.
Кроме того, по словам учёных, она поможет проверить, связаны ли эти частицы с загадочной тёмной материей, на чью долю приходится три четверти массы Вселенной.
Как передает пресс-служба, эта установка должна поглощать тяжёлые частицы, разогнанные до околосветовых скоростей, и отслеживать пучки электронов, которые возникают в результате их столкновения с веществом ловушки.
Текущая версия этого детектора представляет собой ряд параллельно расположенных пластин из свинца, которые разделены люминесцирующей прослойкой.
Российские ученые предлагают принципиально иной подход - заменить сэндвич из панелей на конструкцию из сот, чьи стенки состоят из вольфрама, а содержимое - из кристаллов граната. Такая структура позволяет выдержать еще более высокие радиационные нагрузки.
"Создать такой прототип - уже само по себе довольно серьёзная материаловедческая задача. Основа абсорбера произведена методом электроэрозионной резки вольфрамовых пластин, что не так просто, учитывая твёрдость и хрупкость вольфрама. Гранатовые кристаллы тяжело поддаются резке и не проводят электричество, поэтому к ним невозможно применить те же методы", - прокомментировала Дарья Стрекалина, материаловед из НИТУ "МИСиС", один из авторов работы.
Несмотря на то, БАК ушёл в очередной длительный отпуск ещё в конце 2018 года, в ноябре этого года прототип прошёл серию проверок в немецком синхротронном центре DESY, которые подтвердили, что его можно применять на LHCb.