Нью-Дели:
Помогая найти «частицу Бога», индийский доктор Арчана Шарма и команда ЦЕРН в Женеве теперь займутся поиском темной материи и надеются раскрыть скрытые глубины Вселенной. Спустя более десяти лет после открытия бозона Хиггса, широко известного как частица Бога, ученые крупнейшего в мире экспериментального центра, Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН), готовятся к тому, что может стать еще большим научным прорывом: открытием природы темной материи и, возможно, пролитием света на темную энергию Вселенной 95.
Этим поиском руководят тысячи учёных со всего мира; Среди них индийский ученый доктор Арчана Шарма, старший физик ЦЕРН, который тесно связан с некоторыми из наиболее важных экспериментов лаборатории.
В беседе с NDTV доктор Шарма подчеркнул интересный факт. Несмотря на все достижения современной науки, человечество понимает лишь небольшую часть Вселенной.
«То, что мы видим, составляет около 5 процентов», – сказал он. Это означает, что почти 95 процентов Вселенной остается неизвестной. «Мы не знаем, какая часть — темная энергия, а какая — темная материя».
Таким образом, проблема, стоящая перед физиками сегодня, намного больше, чем проблема, которая привела к открытию бозона Хиггса в 2012 году. Хотя Хиггс завершил Стандартную модель физики элементарных частиц, темная материя и темная энергия полностью находятся за пределами нынешнего понимания природы человечеством.
В ЦЕРНе находится Большой коллайдер (БАК), самый большой и мощный в мире ускоритель частиц. Гигантский автомобиль расположен в кольцевом туннеле, который находится примерно в 27 километрах на границе Швейцарии и Франции. Построенный за несколько миллиардов долларов благодаря международному сотрудничеству, БАК ускоряет частицы до скорости света и сталкивает их вместе, воссоздавая условия, существовавшие через несколько секунд после рождения Вселенной.
Его самая большая победа пришлась на 2012 год, когда ученые объявили об открытии бозона Хиггса, или «частицы Бога», подтвердив ключевой недостающий элемент современной физики. Это достижение принесло Нобелевскую премию по физике 2013 года теоретикам Питеру Хиггсу и Франсуа Энглерту.
Теперь ЦЕРН начинает новую главу. БАК проходит серьезную модернизацию, чтобы стать адронным коллайдером высокой светимости или HL-LHC. Ожидается, что эта улучшенная машина значительно увеличит количество столкновений частиц и объем данных, доступных ученым.
Доктор Шарма отметил, что изменения огромны по масштабу. «Мы обновляем нашу машину, обновляем детекторы, обновляем программное обеспечение, чтобы мы могли справиться с тем, что будет дальше», — сказал он.
«Это в 10 раз выше, чем мы видели раньше. Это означает, что мы можем собрать данные за один год, которые мы могли бы собрать 10 лет назад».
Масштабное увеличение количества данных важно, потому что, если частицы темной материи образуются в результате столкновений частиц, ожидается, что сигналы будут очень редкими и их будет трудно обнаружить.
Темная материя сама по себе остается одной из величайших загадок науки. Астрономы не могут увидеть его напрямую, поскольку он не излучает, не рассеивает и не отражает свет. Но ее гравитационное влияние заметно во всем мире.
Ученые знают, что существует нечто невидимое, потому что галактики вращаются быстрее, чем если бы существовала только видимая материя. Массивные скопления галактик также содержат больше гравитации, чем можно объяснить только звездами, планетами и газом. Наблюдения за эволюцией Вселенной еще больше подтверждают вывод о том, что должна существовать невидимая форма материи.
Простая аналогия, предложенная доктором Шармой, помогает объяснить эту идею. Если под столом спрятан магнит, металлические предметы, положенные сверху, неожиданно сдвинутся. Даже не видя магнита, можно сделать вывод о его существовании по его эффекту. Точно так же ученые делают вывод о существовании темной материи на основе гравитации галактик и крупномасштабной структуры Вселенной.
Темная энергия еще более загадочна. Считается, что именно он ответственен за быстрое расширение Вселенной, разрывая галактики на части с ускоряющейся скоростью. Хотя он составляет большую часть Вселенной, ученые до сих пор не знают, что это такое.
Усовершенствованный коллайдер, возможно, не сможет обнаружить темную энергию напрямую, но он может обнаружить новые частицы или новую физику, которые указывают на ответы.
Исследователи ЦЕРН уже находят интересные подсказки. По словам доктора Шармы, недавно эксперименты выявили экзотические составные частицы, состоящие из более тяжелых кварков. Они содержат необычные комбинации кварков, которые позволяют ученым понять, как их можно собирать.
Однако он предупредил, что эти недавно обнаруженные частицы не являются темной материей. «Если темная материя состоит из частиц «материи», тогда да, но мы знаем, что темная материя не состоит из частиц «материи», и то, что мы видели, — это частицы материи», — сказал он.
«Итак, есть что-то другое, другой вид, которого мы не понимаем, и мы можем искать подсказки на БАКе».
Эта возможность волнует физиков всего мира. Открытие темной материи изменит представление человечества о Вселенной. Он раскрыл природу невидимой субстанции, которая во много раз больше обычной материи и доминирует в космической структуре. Такое открытие входит в число величайших научных достижений в истории.
Для доктора Шармы, который был частью эпохи ЦЕРН, создавшей бозон Хиггса, поиск теперь переходит на еще более глубокую территорию? «Мы очень мало понимаем», – сказал он. «Мы понимаем лишь несколько процентов Вселенной».
Пока модернизированный коллайдер готовится к запуску следующего этапа, ученые надеются, что машина, которая помогла обнаружить «частицу Бога», теперь сможет пролить свет на гораздо большую скрытую вселенную, которая остается вне досягаемости человечества. Святой Грааль современной физики — это уже не те 5 процентов, какими мы их знаем. Это таинственные 95 процентов, которые остаются в неведении.
