Поиск тёмной материи напоминает поиск потерянных ключей ночью под фонарным столбом: там, где светло, а не там, где они действительно упали. Учёные уже давно исследуют данные Большого адронного коллайдера (БАК), надеясь найти следы неуловимого вещества. Однако новая гипотеза предлагает взглянуть на проблему под другим углом — через призму загадочных сбоев в работе самого ускорителя.

Загадочные «UFO» в вакуумной трубе

В работе БАК периодически фиксируются аномалии, которые физики называют UFO. Это не имеет ничего общего с летающими тарелками. Аббревиатура расшифровывается как Unidentified Falling Objects — неопознанные падающие объекты. Речь идёт о микроскопических пылинках, которые внезапно появляются в вакуумной трубе коллайдера.

Эти частицы ведут себя крайне странно: они словно вытряхиваются из стен ускорителя, хотя для этого требуется значительная энергия, которая не может появиться просто так. Попадание таких пылинок в протонный пучок вызывает его разрушение, что мгновенно фиксируют датчики. Вся эта информация хранится в архивах ЦЕРН и теперь может стать предметом нового исследования.

Гипотеза физиков из Британской Колумбии

За эту аномалию ухватились двое учёных — физики Сюнюй Лян (Xunyu Liang) и Ариэль Житницкий (Ariel Zhitnitsky) из Университета Британской Колумбии. Они предположили, что часть загадочных сбоев может быть косвенно связана с тёмной материей.

Сначала исследователи рассматривали возможность того, что пылинки являются сгустками аксионной кварковой материи (AQN) — гипотетического вещества, возникшего сразу после Большого взрыва. Однако размеры наблюдаемых частиц (единицы микрон) не соответствовали теоретическим оценкам массы AQN, которая должна составлять от 100 граммов до 1 килограмма.

Подземная акустическая волна

Тогда учёные пересмотрели модель. Они рассчитали, что килограммовые сгустки AQN, пролетая сквозь Землю на расстоянии не более 100 км от кольца коллайдера, могут порождать мощную подземную акустическую волну. Энергии этой волны должно хватить, чтобы буквально «встряхнуть» оборудование и сбросить пыль со стенок ускорителя.

Главным признаком такого события станет не одиночная потеря пучка, а серия из трёх или более сбоев на разных участках 27-километрового кольца. Ударная волна, распространяющаяся в породе со скоростью около 4 км/с, должна последовательно воздействовать на оборудование. Связанные сигналы должны появляться с интервалами от 6 миллисекунд до 2 секунд.

Как подтвердить теорию?

Для проверки гипотезы достаточно использовать существующую инфраструктуру. Около 4000 мониторов потерь пучка, установленных вдоль коллайдера, способны зарегистрировать такие сигналы. Результаты можно дополнительно сопоставить с данными сейсмической сети ЦЕРН, распределённых акустических датчиков и инфразвуковых станций.

Авторы работы оценивают, что AQN могли бы вызывать от 1 до 10% наблюдаемых UFO. За 360 часов работы серия из трёх связанных событий создала бы сигнал, в пять раз превышающий уровень шума во всём рассматриваемом диапазоне масс.

На данный момент это лишь теоретический прогноз. Его подтверждение потребует повторного анализа архивных данных и обнаружения пространственно-временной корреляции, которую невозможно объяснить обычной пылью или механическими помехами. Работа не включает такой анализ, но рекомендует заинтересованным научным коллективам заняться этой задачей.