Автор: Денис Аветисян
Новое исследование предполагает, что некоторые необъяснимые события, зарегистрированные на Большом адронном коллайдере, могут быть связаны с прохождением частиц тёмной материи и вызываемыми ими акустическими волнами.
Работа рассматривает возможность того, что аномальные падения объектов внутри коллайдера обусловлены прохождением частиц тёмной материи — аксионных кварковых самородков, генерирующих ударные акустические волны и высвобождающих пыль.
Необъясненные потери пучков в Большом адронном коллайдере (БАК) долгое время приписываются микроскопическим частицам пыли на внутренней поверхности вакуумной камеры. В работе «Неопознанные падающие объекты в БАК как сигналы темной материи» предложено альтернативное объяснение: от 1 до 10% этих событий, названных «неопознанными падающими объектами» (НПО), могут быть вызваны аксионными кварковыми самородками (АКС) — макроскопическими кандидатами в темную материю с массой порядка 5-1000 г. Согласно модели, прохождение антиматериального АКС вблизи БАК генерирует акустические волны, способные вызывать НПО, и, таким образом, коллайдер может служить широкополосным детектором темной материи. Сможет ли анализ коррелированных НПО подтвердить гипотезу об АКС и раскрыть природу темной материи?
Необъяснимые Аномалии на Энергетическом Рубеже
В ходе работы Большого адронного коллайдера (БАК) регулярно фиксируются необъяснимые случаи потери пучков частиц, получившие название “UFO-событий”, которые не поддаются объяснению в рамках существующих физических моделей. Эти аномалии проявляются в виде внезапной, локализованной потери энергии пучка, не связанной с известными дефектами оборудования или предсказуемыми процессами взаимодействия частиц. Несмотря на тщательный анализ данных и постоянное совершенствование систем мониторинга, природа этих событий остается загадкой, заставляя ученых искать новые, нестандартные объяснения, выходящие за рамки Стандартной модели физики элементарных частиц. Частота и характеристики этих “UFO-событий” указывают на то, что это не просто случайные флуктуации, а систематическое явление, требующее углубленного изучения и, возможно, открытия новых физических принципов.
Необъяснимые явления, фиксируемые на Большом адронном коллайдере, характеризуются внезапной и локализованной потерей энергии, что вызывает серьезные вопросы об их природе и возможных последствиях. Эти события, проявляющиеся как кратковременные всплески рассеяния энергии в определенной точке, не соответствуют ожидаемым моделям поведения частиц и процессов, протекающих внутри коллайдера. Исследователи предполагают, что источником этих аномалий могут быть неизвестные взаимодействия или даже проявления физики за пределами Стандартной модели. Понимание механизмов, приводящих к этой локализованной диссипации энергии, имеет критическое значение не только для повышения стабильности работы коллайдера, но и для расширения границ нашего понимания фундаментальных законов Вселенной и потенциального открытия новых частиц или сил.
Существующие физические модели сталкиваются с трудностями при объяснении частоты и характеристик необъяснимых событий потери пучка, наблюдаемых на Большом адронном коллайдере. Традиционные механизмы, отвечающие за рассеяние энергии, не способны адекватно описать наблюдаемую картину, что указывает на необходимость поиска новых, ранее не учитываемых факторов. Исследователи предполагают, что для объяснения этих аномалий потребуется пересмотр существующих теоретических рамок и разработка инновационных моделей, способных предсказывать и объяснять подобные явления. Особое внимание уделяется поиску нетривиальных триггерных механизмов, которые могли бы инициировать внезапную диссипацию энергии в локализованных областях ускорителя, что открывает перспективы для обнаружения новых физических процессов и расширения границ современного понимания фундаментальных взаимодействий.
Гипотеза Тёмной Материи: Аксионные Кварковые Самородки
Предлагается гипотеза, согласно которой аномальные события, обозначаемые как ‘НЛО’, могут быть вызваны аксионно-кварковыми нугетами (АКН) — компактными объектами высокой плотности, состоящими из экзотической кварковой материи, являющейся кандидатом на роль тёмной материи. АКН представляют собой стабильные, сверхплотные образования, состоящие из кварков, не связанных в адроны, и гипотетически могут присутствовать в гало галактики. Взаимодействие АКН с веществом, включая земную атмосферу, может приводить к наблюдаемым аномалиям, что позволяет рассматривать их как потенциальное объяснение необъяснимых воздушных явлений. Данная модель предполагает, что ‘НЛО’ — это не искусственные объекты, а физические проявления взаимодействия тёмной материи с обычной.
Прохождение аксионно-кварковых самородков (AQN) через траекторию пучка в Большом адронном коллайдере (LHC) может приводить к локализованным отложениям энергии и, как следствие, к потере интенсивности пучка. Взаимодействие происходит за счет электромагнитных и сильных взаимодействий между кварками, составляющими AQN, и частицами пучка. Данные взаимодействия приводят к кратковременному возбуждению частиц пучка, вызывая их отклонение от траектории и потерю. Интенсивность потерь пропорциональна плотности потока AQN и сечению взаимодействия с частицами пучка, что позволяет оценить вероятность подобных событий и использовать их для косвенного обнаружения темной материи.
Предлагаемая модель расширяет существующие теории тёмной материи, вводя механизм прямого, обнаруживаемого взаимодействия между частицами тёмной материи и пучками высокоэнергетических частиц. В рамках данной гипотезы, взаимодействие происходит за счет аксионных кварковых самородков (AQN), представляющих собой плотные объекты, состоящие из экзотической кварковой материи. Оценка частоты таких событий составляет приблизительно 0.045 событий в час, что делает данный сценарий потенциально проверяемым в экспериментах с использованием Большого адронного коллайдера (LHC). Данная предсказуемая частота взаимодействий открывает возможность для прямого детектирования частиц тёмной материи, минуя необходимость в косвенных методах обнаружения, основанных на гравитационных эффектах или аннигиляции.
Поиск Следов: От Пыли до Сейсмических Волн
При прохождении АQN через кольцо Большого адронного коллайдера (LHC) возможно генерирование ударных акустических волн. Эти волны способны вызывать колебания и отрыв микроскопических частиц пыли, присутствующих в вакуумной камере ускорителя. Отрыв частиц пыли приводит к локальным возмущениям пучка и, как следствие, к потерям интенсивности пучка (beam loss). Интенсивность этих потерь напрямую зависит от энергии и скорости АQN, а также от концентрации пыли в конкретной секции кольца LHC. Данный механизм представляет собой один из ключевых путей регистрации АQN, поскольку потери пучка регистрируются системой мониторинга потерь пучка (Beam Loss Monitors).
При прохождении АQN через Большой адронный коллайдер, генерируемые ими ударные волны и вызванные ими колебания частиц могут создавать низкочастотный инфразвук и даже обнаружимые сейсмические волны. Согласно расчетам, для АQN массой 100 грамм и частотой 6 Гц, ожидается превышение давления в 0.05 Па на расстоянии 100 километров от источника. Данный эффект обусловлен передачей энергии от ударной волны к окружающему пространству и может быть зарегистрирован соответствующими датчиками, что предоставляет возможность косвенного обнаружения АQN.
Для подтверждения гипотезы о существовании AQN планируется корреляция сигналов от мониторов потерь пучка (BLM) с данными внешних датчиков, регистрирующих инфразвук и сейсмическую активность (BLM-корреляция). Предварительные расчеты показывают, что при времени измерения в 360 часов и отношении сигнал/шум больше 10, минимальная обнаруживаемая масса AQN составит 50 грамм. Данный метод позволяет выявлять AQN, генерирующие возмущения, которые проявляются в виде изменений в показаниях BLM и регистрируются как сейсмические и инфразвуковые сигналы, что обеспечивает дополнительное подтверждение их существования.
За Пределами Ускорителя: Окно в Тёмную Материю?
Исследования показывают, что те же физические процессы, которые приводят к появлению сигналов в Большом адронном коллайдере — а именно, акустические ударные волны, создаваемые аксионоподобными частицами (AQN) — могут проявляться и в виде так называемых “небесных взрывов” — необъяснимых низкочастотных атмосферных явлений. Предполагается, что при прохождении AQN через атмосферу, они способны генерировать подобные акустические волны, аналогичные тем, что регистрируются в коллайдере при столкновениях частиц. Эта гипотеза предполагает, что атмосферные явления, ранее считавшиеся загадочными, могут быть косвенным свидетельством существования тёмной материи, состоящей из этих аксионоподобных частиц, и открывает потенциально новый способ их обнаружения, не требующий дорогостоящих экспериментов с ускорителями.
Существует возможность косвенного обнаружения тёмной материи, не требующая проведения экспериментов на коллайдерах. Исследования показывают, что акустические ударные волны, возникающие при взаимодействии аксионов (AQNs), могут проявляться в виде так называемых “небесных взрывов” — необъяснимых низкочастотных атмосферных явлений. Установление корреляции между зарегистрированными “небесными взрывами” и предсказанным временем прохождения аксионов позволит подтвердить существование тёмной материи, открывая новые горизонты в изучении этой загадочной субстанции и предлагая уникальный мост между высокоэнергетической физикой и наземными наблюдениями.
Предлагаемая концепция открывает принципиально новый подход к исследованию тёмной материи, стирая границы между высокоэнергетической физикой и наземными наблюдениями. Вместо прямого обнаружения частиц в коллайдерах, данная модель предполагает поиск косвенных признаков их существования в виде атмосферных явлений, так называемых «небесных взрывов». Идея заключается в том, что те же самые физические механизмы, порождающие сигналы в Большом адронном коллайдере, могут проявляться в виде низкочастотных звуковых волн в атмосфере. Сопоставление времени регистрации этих явлений с предсказанными периодами прохождения гипотетических акустических квантовых нуклонов (AQN) позволит проверить теоретические модели тёмной материи, используя данные, полученные не в лаборатории, а в естественных условиях, открывая перспективные возможности для расширения горизонтов современных исследований.
Представленное исследование, касающееся необъяснимых явлений в Большом адронном коллайдере, демонстрирует, как даже самые передовые системы не застрахованы от влияния внешних, непредсказуемых факторов. Подобно тому, как время неумолимо воздействует на все существующее, так и эти загадочные объекты, потенциально являющиеся кандидатами в темную материю — аксионными кварковыми комочками — оставляют свой след, вызывая акустические волны и выбросы частиц. Как заметил Людвиг Витгенштейн: «Предел моего языка есть предел моего мира». В данном контексте, предел нашего понимания физического мира может быть обусловлен не недостатком знаний, а принципиальной неполнотой нашей картины реальности, где существуют явления, выходящие за рамки привычных представлений и требующие переосмысления фундаментальных принципов.
Куда же всё это ведёт?
Предложенная гипотеза, связывающая необъяснённые события в Большом адронном коллайдере с кандидатами в тёмную материю, не является, конечно, финальной записью в летописи. Скорее, это коммит, поднимающий новые вопросы. Звуковые волны, порождаемые прохождением аксионно-кварковых самородков, если они действительно существуют, — лишь один из возможных механизмов. Каждый подобный «сбой» в работе коллайдера — это налог на амбиции, требующий пересмотра калибровки и, возможно, более глубокого понимания физики вакуума.
Очевидным следующим шагом представляется разработка специализированных детекторов, способных регистрировать ультраслабые акустические возмущения внутри коллайдера. Однако, стоит помнить, что любой детектор — это лишь проекция нашего понимания на реальность. Не исключено, что истинная природа этих событий лежит за пределами наших текущих теоретических рамок. И тогда, вместо регистрации сигнала, придётся переписывать алгоритмы.
И всё же, сама возможность связать микроскопические явления внутри коллайдера с макроскопическими загадками тёмной материи, пусть и гипотетически, заставляет задуматься. Каждая версия теории — это глава в бесконечном романе, а время — не метрика, а среда, в которой эти главы пишутся. Остаётся лишь надеяться, что следующая итерация принесёт больше ясности, чем разочарования.
Оригинал статьи: https://arxiv.org/pdf/2602.10562.pdf
Связаться с автором: https://www.linkedin.com/in/avetisyan/
Смотрите также:
- Галактика как ключ к пониманию Вселенной
- Разгадка Напряженности Хаббла: Новая Модель Термического Вакуума
- Тёмная энергия: новые сигналы из глубин Вселенной
- За гранью Стандартной модели: новые ограничения на взаимодействия нейтрино
- Космологический парадокс: что не так с расширением Вселенной?
- За гранью Стандартной модели: поиск новых частиц на мюонном коллайдере
- Тёмная материя: скрытая сторона обычного вещества
- Поиск суперсимметрии: новый взгляд на топы и надежды Большого адронного коллайдера
- Космический горизонт: что скрывает аномалия в данных CatWISE?
- Вселенная не так однородна, как кажется: новые данные о космической анизотропии
2026-02-12 17:20