1930-cu illərdə isveçrəli astronom Fritz Zwicky müşahidə etdi ki, Koma Klasterindəki qalaktikaların sürətləri yalnız parlaq maddənin cazibə qüvvəsi ilə saxlanıla bilməyəcək qədər yüksəkdir. O, qaranlıq maddə adlandırdığı qalaktika klasterində işıq saçmayan bəzi maddələrin mövcudluğunu təklif etdi. Bu kəşf bəşəriyyətin qaranlıq maddəni dərk etməsi və öyrənməsinin başlanğıcını qoydu.

Bu gün kainatdakı qaranlıq maddənin ən dəqiq ölçülməsi kosmik mikrodalğalı fonun müşahidələrindən əldə edilir. Plank peykinin son nəticələri göstərir ki, kainatımızdakı kütlənin təxminən 5%-i görünən maddədən (əsasən baryonik maddə ), təxminən 27%-i qaranlıq maddədən, qalan hissəsi isə qaranlıq enerjidən gəlir .

Qaranlıq maddənin varlığını təsdiqləyən geniş astronomik müşahidələrə baxmayaraq, qaranlıq maddə hissəciklərinin xüsusiyyətləri haqqında məhdud məlumatımız var. Mikroskopik nöqteyi-nəzərdən, 20-ci əsrin ortalarında qurulmuş hissəciklər fizikasının Standart Modeli böyük uğur qazandı və çoxsaylı təcrübələrlə təsdiqləndi.

Bununla belə, Standart Model kainatda qaranlıq maddənin mövcudluğunu izah edə bilmir, bu, qaranlıq maddəyə namizəd hissəcikləri hesablamaq üçün Standart Modeldən kənarda yeni fizikaya ehtiyac olduğunu və bu namizədlərin eksperimental sübutlarının tapılmasının təcili ehtiyacını göstərir.

Nəticə etibarı ilə, qaranlıq maddənin tədqiqi təkcə astronomiyada deyil, həm də hissəciklər fizikası tədqiqatlarında ön plandadır. Toqquşdurucularda qaranlıq maddə hissəciklərinin axtarışı qaranlıq maddə ilə müntəzəm maddə arasındakı qarşılıqlı əlaqəni aşkar etmək üçün üç əsas eksperimental yanaşmadan biridir və yeraltı birbaşa aşkarlama təcrübələri və kosmosda dolayı aşkarlama təcrübələri kimi qaranlıq maddənin aşkarlanması təcrübələrinin digər növlərini tamamlayır.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1726210922&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-09-combination-summary-atlas-dark-2hdma.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI4LjAuNjYxMy4xMzgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMjguMC42NjEzLjEzOCJdLFsiTm90O0E9QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEyOC4wLjY2MTMuMTM4Il1dLDBd&dt=1726210921043&bpp=1&bdt=1375&idt=62&shv=r20240911&mjsv=m202409090101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Ddd084782a3980897%3AT%3D1725971170%3ART%3D1726210670%3AS%3DALNI_Ma1uv12HX_ctV-7loP2Dla_dLGslw&eo_id_str=ID%3D6cdee71e935b6dcb%3AT%3D1725971170%3ART%3D1726210670%3AS%3DAA-AfjZEH1DAbfRV50frmhACTroQ&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=3628991468504&rume=1&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=1974&biw=1903&bih=911&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759876%2C44759927%2C44759837%2C31086865%2C44798934%2C95330276%2C95338229%2C95341663%2C95342032%2C95342457%2C31086974%2C95341671%2C31061691%2C31061693&oid=2&pvsid=3618248952584226&tmod=2134885222&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2Fall%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C911&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=1621

Bu yaxınlarda ATLAS əməkdaşlığı 2HDM+a qaranlıq maddə nəzəri çərçivəsi daxilində LHC-nin 2-ci Run 2 zamanı toplanmış 139 fb ^-1 proton-proton toqquşması məlumatından istifadə edərək qaranlıq maddəni axtardı . Axtarışda müxtəlif qaranlıq maddə istehsal proseslərindən və eksperimental imzalardan, o cümlədən ənənəvi qaranlıq maddə modellərində nəzərə alınmayanlardan istifadə edilib.

Qaranlıq maddə axtarışının həssaslığını daha da artırmaq üçün bu iş statistik olaraq üç ən həssas eksperimental imzanı birləşdirdi: Z bozonunun böyük itkin eninə impulsla leptonlara parçalanması, Higgs bozonunun böyük itkinliklərlə alt kvarklara parçalanması ilə bağlı proses. eninə impuls və yuxarı və aşağı kvark son vəziyyətləri olan yüklü Higgs bozonunu əhatə edən proses.

Bu, ilk dəfədir ki, ATLAS qaranlıq maddə hissəcikləri və birbaşa Standart Model hissəciklərinə parçalanan aralıq vəziyyətlər də daxil olmaqla son vəziyyətlərin birləşmiş statistik təhlilini həyata keçirir. Bu yenilik model parametrləri məkanındakı məhdudiyyəti və yeni fizikaya həssaslığı əhəmiyyətli dərəcədə artırdı.

“Bu iş 20-yə yaxın müxtəlif analiz kanalını əhatə edən LHC-də yeni fizikanın axtarışında ən böyük layihələrdən biridir. Yeni fizikanın parametr məkanını məhdudlaşdırmaq üçün müxtəlif analiz kanallarının tamamlayıcı təbiəti kollayder təcrübələrinin unikal üstünlüklərini vurğulayır,” Miçiqan Universitetinin doktoranturadan sonrakı tədqiqatçısı Zirui Vanq dedi.

Bu iş 2HDM+a nəzəri çərçivə daxilində çoxlu yeni etalon parametr modelləri üçün güclü eksperimental məhdudiyyətlər təmin etmişdir, o cümlədən əvvəlki təcrübələrdə heç vaxt araşdırılmamış bəzi parametr boşluqları. Bu, 2HDM+a qaranlıq maddə modeli üçün ATLAS əməkdaşlığının ən əhatəli eksperimental nəticəsidir.

Çin Elm və Texnologiya Universitetinin professoru Lailin Xu bildirib ki, “2HDM+a bu gün dünyada qaranlıq maddə üçün əsas yeni fizika nəzəri çərçivələrindən biridir. Onun qaranlıq maddə hadisələrinin proqnozlaşdırılmasında və cari ilə uyğunluqda əhəmiyyətli üstünlükləri var. eksperimental məhdudiyyətlər, LHC təcrübələrində zəngin müxtəlif qaranlıq maddə istehsal proseslərini proqnozlaşdırır.

“Bu iş sistematik olaraq çox prosesli axtarışlar və 2HDM+a model çərçivəsinə əsaslanan birləşmiş statistik təhlili həyata keçirdi, qaranlıq maddə üçün mümkün parametr sahəsinin böyük bir hissəsini istisna edən nəticələr təqdim etdi və gələcək qaranlıq maddə axtarışları üçün vacib təlimatlar təqdim etdi.”

Tsung-Dao Lee İnstitutunun doktorluqdan sonrakı tədqiqatçısı Vu Ngoc Khanh, “LHC-nin əməliyyatından əvvəlki ilə müqayisədə hələ də LHC-də qaranlıq maddə hissəciklərini tapmasaq da, qaranlıq maddənin ola biləcəyi parametr məkanına ciddi məhdudiyyətlər qoymuşuq. qaranlıq maddə hissəciklərinin kütləsi və onların digər hissəciklərlə qarşılıqlı təsir gücləri də daxil olmaqla, axtarış dairəsini daha da daraldır.”

Tsung Dao Lee Fellow Li Shu, əlavə etdi: “İndiyə qədər LHC tərəfindən toplanan məlumatlar eksperimentin qeyd edəcəyi ümumi məlumatların yalnız 7%-ni təşkil edir. LHC-nin növbəti 20 il ərzində yaradacağı məlumatlar böyük bir fürsət təqdim edir. qaranlıq maddəni kəşf etmək üçün keçmiş təcrübələrimiz bizə qaranlıq maddənin əvvəlcə düşündüyümüzdən fərqli ola biləcəyini göstərdi ki, bu da bizi axtarışlarımızda daha innovativ eksperimental üsul və üsullardan istifadə etməyə sövq edir.

Daha çox məlumat: G. Aad və digərləri , s=13 TeV pp toqquşma məlumatından 139 fb ⁻¹ istifadə edərək psevdo-skalar vasitəçi ilə 2HDM-də şərh edilən ATLAS qaranlıq maddə axtarışlarının birləşməsi və xülasəsi , Elm Bülleteni (2024). DOI: 10.1016/j.scib.2024.06.003

Science China Press tərəfindən təmin edilmişdir