Avalan nuevo experimento en el LHC para observar la materia oscura

El CERN ha aprobado un nuevo experimento diseñado para buscar partículas ligeras y de interacción débil, asociadas con la elusiva materia oscura, en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC).

FASER (Forward Search Experiment) complementará el programa de física en curso del CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear), extendiendo su potencial de descubrimiento a varias nuevas partículas.

Algunas de estas partículas buscadas están asociadas con la materia oscura, que es una clase de materia hipotética que no interactúa con la fuerza electromagnética y, por lo tanto, no puede detectarse directamente utilizando la luz emitida. La evidencia astrofísica muestra que la materia oscura constituye aproximadamente el 27% del universo, pero nunca se ha observado y estudiado en un laboratorio.

“Este nuevo experimento ayuda a diversificar el programa de física de colisionadores como el LHC, y nos permite abordar preguntas sin respuesta en física de partículas desde una perspectiva diferente”, explica en un comunicado Mike Lamont, co-coordinador del grupo de estudio PBC (Physics Beyond Collider), que supervisa FASER.

Los cuatro detectores principales de LHC no son adecuados para detectar la luz y las partículas que interactúan débilmente y que podrían producirse paralelas a la línea del haz. Pueden viajar cientos de metros sin interactuar con ningún material antes de transformarse en partículas conocidas y detectables, como electrones y positrones. Las partículas exóticas escaparían de los detectores existentes a lo largo de las líneas de haz actuales y permanecerían sin ser detectadas.

Por lo tanto, FASER se ubicará a lo largo de la trayectoria del haz 480 metros flujo abajo desde el punto de interacción dentro del experimento ATLAS. Aunque los protones en los haces de partículas serán doblados por los imanes alrededor del LHC, las partículas ligeras, que interactúan muy débilmente, continuarán a lo largo de una línea recta y sus “productos de descomposición” podrán ser detectados por FASER. Las nuevas partículas potenciales estarían muy colimadas con el haz, extendiéndose muy poco, por lo tanto permitiendo que un detector relativamente pequeño y económico realice búsquedas altamente sensibles.

La longitud total del detector es inferior a 5 metros y su estructura cilíndrica central tiene un radio de 10 centímetros. Se instalará en un túnel lateral a lo largo de una línea de transferencia no utilizada que conecta el LHC con su inyector, el sincrotrón Super Proton. Para permitir que FASER se construya de una manera rápida y asequible, utilizará piezas de detector de repuesto donadas de los experimentos ATLAS y LHCb.

FASER buscará un conjunto de partículas hipotéticas que incluyan los llamados “fotones oscuros”, partículas asociadas con la materia oscura, neutralinos y otros. El experimento se instalará durante el periodo de descanso del acelerador en curso y comenzará a tomar datos durante la fase 3 de operación entre 2021 y 2023.

Fuente: EP

¿Ya conoces nuestro canal de YouTube? ¡Suscríbete!