Пошук темної матерії нагадує пошук втрачених ключів вночі під ліхтарем: там, де світло, а не там, де вони насправді впали. Вчені вже давно досліджують дані Великого адронного колайдера (ВАК), сподіваючись знайти сліди нечутливого речовини. Однак нова гіпотеза пропонує подивитися на проблему під іншим кутом — через призму загадкових збоїв у роботі самого прискорювача.
Загадкові «НЛО» у вакуумній трубі
У роботі ВАК періодично фіксуються аномалії, які фізики називають UFO. Це не має нічого спільного з літаючими тарілками. Абревіатура розшифровується як Unidentified Falling Objects — неідентифіковані падаючі об'єкти. Мова йде про мікроскопічні пилінки, які раптово з'являються у вакуумній трубі колайдера.
Ці частинки поводяться надзвичайно дивно: вони ніби висипаються зі стін прискорювача, хоча для цього потрібна значна енергія, яка не може з'явитися просто так. Попадання таких пилінок у протонний пучок викликає його руйнування, що миттєво фіксують датчики. Вся ця інформація зберігається в архівах ЦЕРН і тепер може стати предметом нового дослідження.
Гіпотеза фізиків з Британської Колумбії
За цю аномалію взялися двоє вчених — фізики Сюнюй Лян (Xunyu Liang) та Аріель Житницкий (Ariel Zhitnitsky) з Університету Британської Колумбії. Вони припустили, що частина загадкових збоїв може бути непрямим чином пов'язана з темною матерією.
Спочатку дослідники розглядали можливість того, що пилінки є скупченнями аксіонної кваркової матерії (AQN) — гіпотетичної речовини, що виникла одразу після Великого вибуху. Однак розміри спостережуваних частинок (одиниці мікронів) не відповідали теоретичним оцінкам маси AQN, яка має становити від 100 грамів до 1 кілограма.
Підземна акустична хвиля
Тоді вчені переглянули модель. Вони розрахували, що кілограмові скупчення AQN, пролітаючи крізь Землю на відстані не більше 100 км від кільця колайдера, можуть породжувати потужну підземну акустичну хвилю. Енергії цієї хвилі має вистачити, щоб буквально «виструшати» обладнання і скинути пил зі стін прискорювача.
Головною ознакою такого події стане не одиночна втрата пучка, а серія з трьох або більше збоїв на різних ділянках 27-кілометрового кільця. Ударна хвиля, що поширюється в породі зі швидкістю близько 4 км/с, має послідовно впливати на обладнання. Пов'язані сигнали мають з'являтися з інтервалами від 6 мілісекунд до 2 секунд.
Як підтвердити теорію?
Для перевірки гіпотези достатньо використати існуючу інфраструктуру. Близько 4000 моніторів втрат пучка, встановлених вздовж колайдера, здатні зареєструвати такі сигнали. Результати можна додатково зіставити з даними сейсмічної мережі ЦЕРН, розподілених акустичних датчиків та інфразвукових станцій.
Автори роботи оцінюють, що AQN могли б викликати від 1 до 10% спостережуваних UFO. За 360 годин роботи серія з трьох пов'язаних подій створила б сигнал, у п'ять разів перевищуючий рівень шуму в усьому розглянутому діапазоні мас.
На даний момент це лише теоретичний прогноз. Його підтвердження вимагатиме повторного аналізу архівних даних та виявлення просторово-часової кореляції, яку неможливо пояснити звичайним пилом або механічними завадами. Робота не включає такий аналіз, але рекомендує зацікавленим науковим колективам зайнятися цією задачею.
