Cząstki ciemnej materii poszukiwane

Symboliczna wizja cząstek

fot. freepik / pikisuperstar

Eksperyment grupy dr. hab. inż. Georgiego Kornakova został opisany w artykule opublikowanym na łamach czasopisma The European Physical Journal C

Ciemna materia to niewidzialna substancja, która stanowi znaczącą część całkowitej masy we Wszechświecie. Nie emituje, nie absorbuje ani nie odbija światła, przez co jest niewykrywalna przez promieniowanie elektromagnetyczne. Choć nieuchwytna, jej istnienie przejawia się we wpływie grawitacyjnym na materię widzialną, taką jak galaktyki i gromady galaktyk. 

Odkrycie natury ciemnej materii stanowi ogromne wyzwanie dla fizyki cząstek elementarnych. Do roli cząstek ciemnej materii kandyduje szerokie spektrum cząstek o masie z zakresu od 10^-22 eV do 10^10 eV. Jeden z takich kandydatów, hadron S będący sześciokwarkiem składającym się z dwóch kwarków górnych, dwóch kwarków dolnych i dwóch kwarków dziwnych, do tej pory unikał wykrycia ze względu na swoje unikalne właściwości. Jego przypuszczalne właściwości sprawiają, że jest on bardzo nieuchwytny w eksperymentach, ponieważ jest neutralny elektrycznie, długożyciowy i prawie nie oddziałuje za pośrednictwem innych sił niż grawitacja. 

Proponowane podejście polega na wykorzystaniu uwięzionych cząstek do pokonania wyzwań związanych z odróżnieniem produkcji S od innych procesów zachodzących w tle. Pomiar ten można przeprowadzić w ciągu roku za pomocą Deceleratora Antyprotonów w CERN. 

Wyjątkowość proponowanego podejścia polega na tym, że bada ono eksperymentalnie potencjalnego kandydata na ciemną materię, który/a należy do Modelu Standardowego fizyki cząstek elementarnych. 

Z artykułem Searching for a dark matter particle with anti-protonic atoms można się zapoznać na stronie https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-023-12319-8.