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超对称睡眠可能 存在但他们必须是巨大的

世界上最大的原子粉碎者可能会失去它的暗物质。但物理学家们正在清楚地了解失去的暗物质可能是什么样子 - 如果它甚至存在的话。

ATLAS是位于日内瓦的大型强子对撞机(LHC)上非常大颗粒的探测器,因其在2012年发现希格斯玻色子而闻名于世。现在它已经开始寻找更多的奇异粒子 - 包括理论上的“超对称” “宇宙中所有已知粒子的粒子或伙伴粒子。

如果超对称是真实的,那些粒子中的一些可以解释在我们的宇宙中传播的看不见的暗物质。现在,在3月举行的以ATLAS为重点的会议上提出的一对结果提供了这些假设粒子看起来的最准确的描述。

暗物质是可能构成宇宙大部分的看不见的东西。有许多理由怀疑它存在,即使没有人能看到它。但这是最明显的一个:星系存在。

环顾我们的宇宙,研究人员可以看到,星系看起来不够大,无法将自己与可见恒星和其他普通物质的引力结合在一起。如果我们能看到的东西就是那些,那些星系就会分开。这表明一些看不见的暗物质聚集在星系中,并将它们与重力结合在一起。

但是没有一种已知的粒子可以解释星系的宇宙网。所以大多数物理学家都认为那里有其他的东西,某种我们从未见过的粒子(或粒子),它们构成了所有暗物质。

实验物理学家已经建造了许多探测器来捕捉它们。

这些实验以不同的方式工作,但实质上,许多相当于将一大块东西放在一个非常黑暗的房间里并且非常仔细地观察它。最后,该理论认为,一些暗物质粒子会撞到大块的东西中并使它闪闪发光。根据物质的性质和闪闪发光,物理学家将了解暗物质粒子的样子。

ATLAS正采取相反的方法,寻找地球上最亮的地方之一的暗物质粒子。LHC是一台非常大的机器,以令人难以置信的高速将颗粒粉碎在一起。在其数英里的管内是一种在这些碰撞中形成的新粒子的持续爆炸。当ATLAS 发现了希格斯玻色子时,它看到的是一堆实际由大型强子对撞机创造的希格斯玻色子。

一些理论家认为大型强子对撞机也可能会产生特定种类的暗物质粒子:已知粒子的超对称伙伴。“超对称”这个词指的是一个理论,物理学中的许多已知粒子都有未被发现的“伙伴”,这些“伙伴”更难被发现。这个理论尚未得到证实,但如果确实如此,它将简化目前管理粒子物理学的许多混乱方程。

具有正确属性的超对称粒子也可能是宇宙中部分或全部缺失的暗物质的原因。如果他们是在大型强子对撞机上制造的,那么ATLAS应该能够证明这一点。

寻找超对称粒子

但是有一个问题。物理学家越来越相信,如果在大型强子对撞机上制造那些超对称粒子,它们会在腐烂之前飞出探测器。这是一个问题,正如Live Science先前报道的那样,因为ATLAS并没有直接检测出奇异的超对称粒子,而是看到超对称粒子在衰变后转变为更常见的粒子。如果超对称粒子从LHC射出之前但是,腐烂,然后ATLAS看不到那个签名。因此,它的研究人员想出了一个创造性的替代方案:使用大型强子对撞机中数以百万计的粒子碰撞的统计数据进行狩猎,以寻找缺少其他东西的证据。

研究人员在一份声明中表示,“他们的存在只能通过碰撞失踪横向动量的大小来推断。”

准确地测量缺失的动量是一项艰巨的任务。

研究人员表示,“在大型强子对撞机产生的众多重叠碰撞的密集环境中,很难将真假与动力分开。”

到目前为止,这场狩猎并没有发现任何事情。但这是有用的信息。每当特定的暗物质实验失败时,它就会为研究人员提供暗物质看起来不像的信息。物理学家称这种缩小的过程“限制”暗物质。

基于对缺失动量的统计追踪,这两个3月的结果表明,如果确实存在某些超对称暗物质候选物(称为charginos,睡眠和超对称底夸克),它们必须具有ATLAS尚未排除的特定特征。

如果当前的超对称模型是正确的,那么一对charginos必须至少是质子质量的447倍,而一对睡眠必须至少是质子质量的746倍。

类似地,基于当前模型,超对称底夸克必须至少是质子质量的1,545倍。

ATLAS已经完成了对更轻量级的怪物,睡眠和底夸克的追捕。研究人员表示,他们对自己不存在有95%的信心。

在某些方面,寻找暗物质似乎不断产生无效的发现,这可能令人失望。但这些物理学家仍然乐观。

他们在一份声明中表示,这些结果“对重要的超对称情景设置了强有力的约束,这将引导未来的ATLAS搜索。”

因此,ATLAS现在有了一种捕捉暗物质和超对称的新方法。它还没有发现任何暗物质或超对称性。

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