W najnowszych badaniach prowadzonych przy użyciu instrumentu ATLAS w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) podjęto próbę odnalezienia ciemnej materii, która jednak nie przyniosła oczekiwanych wyników. Mimo to, eksperyment ten dostarczył cennych informacji, które mogą pomóc w przyszłych poszukiwaniach tej tajemniczej substancji.

Według większości astronomów, ciemna materia stanowi około 85% całkowitej masy we wszechświecie. Jej obecność miałaby wyjaśnić dodatkowe siły grawitacyjne obserwowane w galaktykach i skupiskach galaktyk. Do tej pory jednak nikt nie zdołał zidentyfikować, z czego ciemna materia jest zbudowana.

Dotychczas za głównego podejrzanego uważano cząstki zwane WIMP (Weakly Interacting Massive Particles – słabo oddziałujące masywne cząstki), które teoretycznie oddziałują z normalną materią tylko za pośrednictwem grawitacji. Jednakże eksperymenty przeprowadzone w LHC nie potwierdziły istnienia WIMP-ów.

Z tego powodu naukowcy zaczęli szukać alternatywnych teorii na temat natury ciemnej materii. Niektóre z nich zakładają, że ciemna materia może silniej oddziaływać z niektórymi cząstkami ze Standardowego Modelu fizyki cząstek. W teoriach tych przewidywane są różnorodne cząstki teoretyczne, począwszy od „ciemnych kwarków” i „ciemnych gluonów”, które byłyby ciemnymi odpowiednikami kwarków i gluonów – podstawowych elementów materii widzialnej.

Naukowcy Deepak Kar i jego była studentka Sukanya Sinha opracowali nową metodę poszukiwania tych potencjalnych ciemnych kwarków i gluonów w wyniku wysokoenergetycznych zderzeń protonów w LHC. Proponują oni, że ciemne kwarki i gluony mogą rozpadać się, tworząc „półwidoczne” dżety – strumienie cząstek, częściowo zwykłych, a częściowo ciemnych. Jeśli w wyniku zderzenia powstawałby jeden normalny dżet i jeden półwidoczny, ciemne cząstki unosiłyby część energii, co prowadziłoby do nierównowagi energetycznej, ponieważ ciemne cząstki nie byłyby widoczne.

Choć poszukiwania w eksperymencie ATLAS nie wykazały istnienia półwidocznych dżetów, nie oznacza to, że nie istnieją. Wyniki te wskazują na górne granice właściwości tych teoretycznych ciemnych cząstek, co pozwoli przyszłym eksperymentom na ich lepsze doprecyzowanie.

Źródło: Yahoo News