Een van de grootste vragen die deeltjesfysici en kosmologen bezighouden is: wat is donkere materie? We weten dat een klein deel van de massa van het universum de zichtbare dingen zijn die we kunnen zien, maar 23% van het heelal is gemaakt van dingen die we niet kunnen zien. De resterende massa wordt vastgehouden in iets dat donkere energie wordt genoemd. Maar om terug te komen op de vraag naar donkere materie, geloven kosmologen dat hun waarnemingen de aanwezigheid van donkere materie aangeven, en deeltjesfysici geloven dat het grootste deel van deze materie in kwantumdeeltjes zou kunnen worden vastgehouden. Dit pad leidt naar de Large Hadron Collider (LHC) waar de zeer kleine de zeer grote ontmoet, hopelijk uitleggend welke deeltjes kunnen worden gegenereerd na het benutten van de enorme energieën die mogelijk zijn met de LHC ...
De opwinding groeit voor de grootse inschakeling van de LHC later deze zomer. We hebben alle nieuwsberichten, onderzoeksmogelijkheden en enkele van de meer 'daarbuiten'-theorieën gevolgd over wat de LHC waarschijnlijk zal ontdekken, maar mijn favoriete stukjes LHC-nieuws omvatten de mogelijkheid om naar andere dimensies te turen, waardoor wormgaten ontstaan , waardoor 'deeltjes' en microzwarte gaten ontstaan. Deze artikelen zijn behoorlijk extreme mogelijkheden voor de LHC, ik vermoed dat de dagelijkse werking van de enorme deeltjesversneller iets meer alledaags zal zijn (hoewel "alledaags" in de acceleratorfysica nog behoorlijk verdomd spannend zal zijn!).
David Toback, professor aan de Texas A&M University in College Station, is erg optimistisch over welke ontdekkingen de LHC zal ontdekken. Toback en zijn team hebben een model geschreven dat gegevens van de LHC gebruikt om de hoeveelheid donkere materie te voorspellen die overblijft na de oerknal. De botsingen in de LHC zullen tenslotte tijdelijk enkele van de omstandigheden opnieuw creëren op het moment van de geboorte van ons universum. Als het heelal meer dan 14 miljard jaar geleden donkere materie heeft gecreëerd, dan kan de LHC misschien hetzelfde doen.
Mocht het team van Toback gelijk hebben omdat de LHC donkere materie kan creëren, dan zullen er waardevolle implicaties zijn voor zowel de deeltjesfysica als de kosmologie. Bovendien zullen kwantumfysici een stap dichterbij komen om de validiteit van het supersymmetriemodel te bewijzen.
“Als onze resultaten correct zijn, weten we nu veel beter waar we dit donkere materiedeeltje bij de LHC moeten zoeken. We hebben precisiegegevens uit de astronomie gebruikt om te berekenen hoe het eruit zou zien bij de LHC en hoe snel we het zouden moeten kunnen ontdekken en meten. Als we hetzelfde antwoord krijgen, zou dat ons enorm vertrouwen geven dat het supersymmetriemodel correct is. Als de natuur dit laat zien, zou het opmerkelijk zijn. ' - David Toback
Er wordt dus op jacht gegaan naar de productie van donkere materie in de LHC ... maar waar gaan we naar op zoek? Er wordt immers voorspeld dat donkere materie geen interactie heeft en, nou ja, donker. Het supersymmetriemodel voorspelt een mogelijk deeltje van donkere materie genaamd de neutralino. Het wordt verondersteld een zwaar, stabiel deeltje te zijn en mocht er een manier zijn om het te detecteren, dan zou Toback's groep de mogelijkheid kunnen hebben om de aard van de neutralino te onderzoeken, niet alleen in de detectiekamer van de LHC, maar ook de aard van de neutralino in het heelal.
“Als dit lukt, kunnen we bij de LHC echte, eerlijke tot goede kosmologie doen. En we zouden kosmologie kunnen gebruiken om voorspellingen te doen over deeltjesfysica.'- Toback
Bron: Physorg.com
