Zespół fizyków z Polski oraz Norwegii pracuje nad odtwarzaniem ,,miniaturowych wielkich wybuchów’’ w zderzaczach cząstek. Badania pozwolą odpowiedzieć na pytania związane z ciemną materią i wczesnym Wszechświatem.
Celem polsko-norweskiego projektu naukowego jest szukanie odpowiedzi na pytania o to, skąd wzięła się nadwyżka materii we Wczesnym Wszechświecie, czym jest ciemna materia i co działo się zaraz po Wielkim Wybuchu. Partnerem naukowców z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego pod kierunkiem prof. Stefana Pokorskiego jest zespół prof. Anny Lipniackiej z Departamentu Fizyki i Technologii Uniwersytetu w Bergen.
- Są zagadnienia, których Model Standardowy nie wyjaśnia: jednym z nich jest zagadka tzw. ciemnej materii. Znane nam cząstki tworzą zaledwie 5 procent materii Wszechświata. Czym jest cała reszta, czyli tzw. ciemna materia oraz ciemna energia? Udzielenie odpowiedzi na to pytanie byłoby prawdziwą rewolucją w fizyce - mówi prof. dr hab. Stefan Pokorski.
Wszechświat kryje wiele tajemnic
Kolejną zagadką jest powstanie nadwyżki materii. Początkowo materia i antymateria występowały w jednakowych ilościach, ale później, w wyniku asymetrii oddziaływań w anihilacji materii i antymaterii, pozostała obserwowana nadwyżka materii. Naukowcy zastanawiają się, dlaczego tak się stało. Polscy fizycy teoretycy i norwescy fizycy doświadczalni weryfikują różne hipotezy za pomocą eksperymentów. W ramach projektu badacze robią ,,casting" na ciemną materię.
- Wielki Zderzacz Hadronów pozwala ,,odtworzyć’’ zjawiska, które zachodziły w bardzo Wczesnym Wszechświecie, energie tam wytwarzane – rzędu nawet 13 teraelektronowoltów (TeV) odpowiadają energiom cząstek we Wszechświecie w jednej miliardowej sekundy po Wielkim Wybuchu – tłumaczy prof. Pokorski.
Czy ciemna materia mogła pojawić się jeszcze wcześniej w historii Wszechświata? Zdaniem profesora na razie nie jest to możliwe, gdyż nie da się zwiększyć energii wytwarzanej w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC). Można natomiast zwiększyć precyzję pomiarów przy istniejących energiach, czyli dokładniej analizować dane z detektorów LHC. Fizycy mają nadzieję, że takie działania pozwolą wychwycić zjawiska, które do tej pory umknęły ich uwadze. Zaznaczają, że detektory LHC rejestrują miliardy zderzeń na sekundę, ale tylko część tych pomiarów jest zapisywana i poddawana dalszej analizie.
Wielki Wybuch i jego tajemnice
Wszechświat ma około 13,6 miliarda lat, ale wiedza dotycząca jego wczesnych początków wciąż jest niekompletna. Zaraz po Wielkim Wybuchu Wszechświat był znacznie mniejszy i gorętszy niż obecnie. Wypełniony był rozgrzaną do bilionów stopni plazmą cząstek elementarnych. W wyniku stygnięcia i rozszerzania się Wszechświata z owej ,,gorącej zupy", z kwarków i gluonów zaczęły formować się protony i neutrony, które zaczęły łączyć się w jądra atomowe. Nastąpił wówczas tzw. proces nukleosyntezy. Z czasem wokół jąder zaczęły skupiać się elektrony i tak powstały atomy. Projekt "Wczesny wszechświat: teoria i eksperymenty akceleratorowe w poszukiwaniu rozwiązania jego zagadek" jest finansowany z Norweskiego Mechanizmu Finansowego 2014-2021 i prowadzony przez NCN.
źródło: Nauka w Polsce - PAP
