Загадочные сбои БАК и новая частица: как коллайдер ищет тёмную материю и завершает семейство барионов
Большой адронный коллайдер (БАК) продолжает удивлять физиков: в июле 2026 года канадские исследователи предложили связать давние необъясненные сбои ускорителя с прохождением макроскопических объектов тёмной материи через Землю, а в июне коллаборация LHCb объявила об открытии последнего представителя семейства дважды очарованных барионов, предсказанного еще в 1960-х годах.
Феномен UFO: не НЛО, а пыль в вакууме
Начиная с 2010 года в работе БАК регулярно фиксируются аномальные события, которые физики обозначают аббревиатурой UFO — Unidentified Falling Objects («неопознанные падающие объекты»). Речь идет не о летающих тарелках, а о внезапных потерях протонного пучка, вызванных попаданием микроскопических пылинок внутрь вакуумной камеры. Пылинки размером в единицы микрон отрываются от стенок трубы и попадают в пучок, вызывая его частичное разрушение. Загадка заключается в том, что для преодоления сил адгезии и сброса пыли в идеально откачанной и стабильной системе требуется энергия, источника которой не видно.
Гипотеза аксионных кварковых самородков
31 июля 2026 года физики Сюнюй Лян (Xunyu Liang) и Ариэль Житницкий (Ariel Zhitnitsky) из Университета Британской Колумбии (Канада) опубликовали препринт, в котором связали UFO-события с гипотетическими аксионными кварковыми самородками (AQN, axion quark nuggets) — макроскопическими объектами тёмной материи. Согласно их модели, AQN возникли в ранней Вселенной и могут иметь массу до 1 кг при размерах порядка микрометра. В отличие от большинства кандидатов в тёмную материю, эти объекты способны беспрепятственно пронизывать Землю насквозь.
Исследователи рассчитали: если AQN пролетает через планету на расстоянии не более 100 км от 27-километрового кольца коллайдера, он порождает слабую подземную акустическую ударную волну. Распространяясь в породе со скоростью около 4 км/с, вибрация последовательно встряхивает оборудование на разных участках кольца. Это стряхивает пылинки со стенок вакуумной трубы прямо в протонный пучок, что фиксируют датчики потерь пучка (BLM).
Характерная подпись и план проверки
Главным отличием таких событий от обычного шума должна стать временная корреляция: серия из трёх и более связанных UFO-событий на разных секторах кольца в интервале от 6 мс до 2 секунд. Авторы оценивают, что AQN могли бы отвечать за 1–10% наблюдаемых аномалий, а за 360 часов работы такая серия создала бы сигнал в пять раз превышающий фоновый шум во всём рассматриваемом диапазоне масс.
Для проверки гипотезы не требуется модернизация ускорителя. В БАК уже работают около 4000 высокочувствительных мониторов потерь пучка, изначально созданных для защиты установки. Их данные можно сопоставить с записями сейсмической сети ЦЕРН, распределённых акустических датчиков и инфразвуковых станций. Сами авторы архивный анализ не проводили — их цель предложить методологию и побудить коллег из ЦЕРН перепроверить накопленные записи.
85-я элементарная частица: завершение семейства
Отдельным важным результатом работы коллайдера стало открытие, объявленное 19 июня 2026 года коллаборацией LHCb. На основе данных 2024 года физики выделили новый барион, состоящий из одного странного и двух очарованных кварков. Это третий и последний представитель семейства дважды очарованных барионов, существование которого теоретики предсказывали более 50 лет назад — сразу после открытия очарованного кварка в 1974 году.
Первый такой барион (Ξcc++, два очарованных и один верхний кварк) был найден LHCb в 2017 году, второй — в начале 2026 года. Новая частица пролетает в детекторе доли миллиметра перед распадом, её масса в четыре раза превышает массу протона. Открытие завершает долгую программу поиска основных состояний этого семейства, хотя впереди остаются измерения точных масс, времён жизни и поиск возбужденных аналогов, а также барионов с b-кварками — вероятно, уже на модернизированном коллайдере.
Перспективы: глобальная сеть детекторов
Канадские исследователи отмечают, что предложенный метод применим не только к БАК. В перспективе крупные ускорители частиц по всему миру могут образовать глобальную сеть детекторов, регистрирующих редкие прохождения массивных объектов тёмной материи через Землю. Работа Ляна и Житницкого должна быть опубликована в журнале Physical Review D.
Пока БАК находится на реконструкции, физики продолжают извлекать новые результаты из накопленных массивов данных — от поиска следов тёмной материи в «мусорных» каналах мониторинга до завершения кварковой классификации материи.