Вчені зафіксували сигнали у «зептосвіті»: на Великому адронному колайдері відкрили шлях до розгадки темної матерії

Міжнародна група науковців під керівництвом дослідників із Кембриджського університету зафіксувала сигнали на найменшому масштабі природи з усіх коли-небудь досліджених — у 100 мільярдів разів меншому за розмір атома, який фізики охрестили «зептосвітом».

Як повідомляє BBC News, відкриття було здійснено під час експерименту на Великому адронному колайдері (LHC) у Європейській лабораторії з ядерних досліджень (ЦЕРН), розташованій на кордоні Швейцарії та Франції.

Під час зіткнень частинок на надвисоких енергіях фізики вивчали субатомні уламки, зокрема нестабільний «б'юті-кварк» (beauty quark). Ця частинка існує лише півтори трильйонні частки секунди (1,5×10−121,5 \times 10^{-12}1,5×10−12 с), після чого розпадається. Попри такий короткий життєвий цикл, дослідникам вдалося зафіксувати її взаємодію з іншими мікрочастинками на масштабі в одну мільярдно-трильйонну частину метра (10−2110^{-21}10−21 м).

Теоретичні моделі припускають, що на таких ультрамалих відстанях матерія стає значно чутливішою до впливу темної матерії, яка становить більшу частину космосу, проте досі залишається невидимою та проявляє себе лише через гравітацію. Фіксація процесів у цьому мікросвіті може допомогти нарешті виявити її сліди та сформувати повнішу теорію функціонування Всесвіту.

«Ми стукаємо у двері цього зептосвіту. Цей субатомний "танець" дає нам змогу спостерігати за поведінкою можливих нових частинок. Тепер ми прагнемо увійти туди і з'ясувати, які ще невідомі частинки там ховаються, а для цього потрібно більше даних», — пояснив керівник аналізу даних доктор Гаррі Кліфф (Harry Cliff) із Кембриджського університету.

Суперечки довкола фінансування

Для поглиблення досліджень 28 країн-учасниць проєкту погодили модернізацію детектора LHCb вартістю 150 мільйонів фунтів стерлінгів, що дасть змогу вдесятеро збільшити частоту спостереження розпадів.

Проте подальша участь Великої Британії опинилася під загрозою: агентство UK Research and Innovation (UKRI) оголосило про відкликання своєї частки фінансування для модернізації, а також про скорочення бюджетів низки інших проєктів у сфері фізики елементарних частинок та астрономії (зокрема телескопа Ловелла в Джодрелл-Бенк).

Керівник міжнародної колаборації LHCb професор Тім Гершон (Tim Gershon) попередив, що через урізання видатків Велика Британія ризикує втратити лідерство у фундаментальних відкриттях і підготовці молодих кадрів. Деякі молоді науковці, зокрема доктор Мері Річардсон-Сліппер (Mary Richardson-Slipper), яка брала участь у відкритті, вже розглядають можливість переїзду за кордон слідом за іншими колегами. Відомий фізик і популяризатор науки професор Браян Кокс (Brian Cox) назвав результати експерименту вкрай важливими і засудив скорочення фінансування, зазначивши, що відхід від лідерства завдасть шкоди міжнародній репутації британської науки.

У відповідь представники UKRI заявили, що країна залишається другим за величиною платником внесків до ЦЕРН (близько 175 млн фунтів на рік), проте змушена перерозподіляти інвестиції на користь проєктів у чистій енергетиці, медичній візуалізації та культурній спадщині.