Sebbene gli scienziati credano in gran parte che la materia oscura sia reale, nessuno di loro è stato in grado di vederla o crearla. La raccolta dei dati e gli aggiornamenti di potenza effettuati sul distruttore di particelle, chiamato Large Hadron Collider, potrebbero fornire ai ricercatori una delle migliori opportunità per visualizzare e comprendere la materia.
“Se riusciamo a capire le proprietà della materia oscura, impariamo di cosa è fatta la nostra galassia”, ha affermato Joshua Ruderman, professore associato di fisica alla New York University. “Sarà trasformativo”.
La materia oscura ha affascinato i fisici per decenni. È opinione diffusa che costituisca una parte importante dell’universo e conoscerne di più può fornire indizi su come è nato l’universo.
Tutte le stelle, i pianeti e le galassie nell’universo rappresentano solo il 5% della materia dell’universo, Secondo gli scienziati al CERN. Si ritiene che circa il 27 percento dell’universo sia costituito da materia oscura che non assorbe, riflette o emette luce, rendendola estremamente difficile da rilevare. I ricercatori dicono che è lì perché hanno visto la sua attrazione gravitazionale sugli oggetti e hanno visto come aiuta a piegare la luce.
I ricercatori sperano che il Large Hadron Collider possa aiutare. L’LHC è stato costruito nell’arco di un decennio dall’Organizzazione europea per la ricerca nucleare per aiutare a rispondere a domande in sospeso sulla fisica delle particelle. Il dispositivo si trova a ca 328 piedi sottoterra In un tunnel vicino al confine franco-svizzero e alla città di Ginevra. La sua circonferenza si estende per circa 17 miglia.
All’interno del collisore, i magneti superconduttori si stanno raffreddando a quasi 456 gradi Fahrenheit – più freddi dello spazio – mentre due fasci di particelle vicini alla velocità della luce si scontrano. Utilizzando sensori e schermi sofisticati, gli scienziati stanno analizzando il materiale di quelle collisioni, che replicano condizioni simili al Big Bang. Consente loro di conoscere I primi momenti dell’universo.
La macchina ha iniziato a funzionare nel settembre 2008 ma è stata spenta più volte per miglioramenti. Negli ultimi tre anni, gli ingegneri hanno aggiornato il collisore in modo che possa rilevare più dati e funzionare a velocità più elevate. Ora l’acceleratore può funzionare al suo livello di energia più alto di sempre, 13,6 trilioni di elettronvolt, consentendo agli scienziati di condurre esperimenti più grandi e complessi che potrebbero fornire nuove intuizioni sulla fisica delle particelle.
“Questo è un grande aumento,” Egli ha detto Mike Lamont, Direttore degli Acceleratori e della Tecnologia del CERN. Apre la strada a nuove scoperte.
Nell’universo primordiale, le particelle non avevano massa, quindi gli scienziati si sono chiesti a lungo come si formano le stelle, i pianeti e la vita extra. Nel 1964, i fisici François Englert, Peter Higgs e altri hanno teorizzato che un campo di forza dà massa alle particelle quando entrano in contatto, ma non sono stati in grado di documentare l’esistenza dell’entità.
La scoperta della particella del bosone di Higgs, parte del presunto campo di forza, fece guadagnare a Englert e Higgs A. Premio Nobel per la Fisica.
Questa particella ha stupito allo stesso modo gli scienziati e il pubblico in generale. Il CERN e il Collider hanno un posto di rilievo nel libro e nell’adattamento cinematografico di Dan Brown.Angeli e Demoni. “
Ma ora i ricercatori vogliono rispondere a domande più irritanti, in particolare quelle relative alla materia oscura.
Durante l’esperimento quadriennale Large Hadron Collider, gli scienziati sperano di trovare prove della materia oscura. Mentre fanno funzionare il dispositivo, i protoni gireranno quasi alla velocità della luce. La speranza è che quando si scontrano, hanno detto i ricercatori, creino nuove particelle con proprietà simili alla materia oscura.
Sperano anche di saperne di più su come si comporta il bosone di Higgs. Martedì, poco dopo che il collisore ha iniziato a raccogliere dati, gli scienziati del CERN annunciare Hanno scoperto tre nuove particelle “strane” che potrebbero fornire indizi su come le particelle subatomiche si relazionano tra loro.
“Le collisioni ad alta energia rimangono il microscopio più potente a nostra disposizione per esplorare la natura su scale più piccole e scoprire le leggi fondamentali che governano l’universo”, Egli ha detto Gian Giudice, Direttore del Dipartimento di Teoria del CERN.
La ricerca del CERN di conoscere la materia oscura e spiegare le origini dell’universo ha fatto sì che il CERN attendesse con ansia i risultati dell’esperimento, ha affermato Ruderman della New York University. La ricerca lo eccita molto. “Ecco perché mi alzo la mattina”, ha detto.
Una volta che i dati iniziano a uscire dall’esperimento, Ruderman vedrà se produce nuove particelle. Anche se lo facesse, sarebbe immediatamente difficile dire se si trattasse di materia oscura o meno.
In primo luogo, dovranno valutare se la particella in questione emette luce o meno. Se è così, questo riduce la possibilità che sia materia oscura. In secondo luogo, la particella dovrebbe mostrare segni di essere in circolazione per molto tempo e non decadere immediatamente, perché la materia oscura in teoria dovrebbe essere in grado di durare miliardi di anni. Sperano anche che la particella si comporti in modo simile alle attuali teorie sulla materia oscura.
Potrebbero volerci più di quattro anni, ha detto Rodman, per fare questa scoperta.
Se gli scienziati del CERN non scopriranno la materia oscura nei prossimi quattro anni, avranno più promozioni in cantiere. Gli aggiornamenti richiederanno probabilmente tre anni dopo l’attuale chiusura, lasciando che il quarto round di raccolta di dati e prove inizi nel 2029.
Come previsto, l’esperimento potrebbe acquisire 10 volte più dati rispetto agli esperimenti precedenti, secondo CERNSito web per . Ma svelare i segreti dell’universo non è facile.
“Questo è difficile e qualcosa che può richiedere una vita di esplorazione”, ha detto Ruderman.
“Devoto esploratore. Pluripremiato sostenitore del cibo. Esasperante umile fanatico della tv. Impenitente specialista dei social media.”
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