De ALICE-samenwerking heeft nieuwe resultaten gepresenteerd over de productiesnelheden van antideuteronen op basis van gegevens die zijn verzameld bij de hoogste botsingsenergie die tot nu toe is geleverd bij de Large Hadron Collider. Het antideuteron bestaat uit een antiproton en een antineutron. De nieuwe metingen zijn belangrijk omdat de aanwezigheid van antideuteronen in de ruimte een veelbelovende indirecte signatuur is van kandidaten voor donkere materie. De resultaten markeren een stap voorwaarts in de zoektocht naar donkere materie.

Recente astrofysische en kosmologische resultaten wijzen erop dat donkere materie de dominante vorm van materie in het universum is, goed voor ongeveer 85% van alle materie. De aard van donkere materie blijft een groot mysterie, en het kraken van de geheimen ervan zou een nieuwe deur openen voor de natuurkunde.

Het detecteren van antideuteronen in de ruimte kan een indirecte signatuur zijn van donkere materie, omdat ze kunnen worden geproduceerd tijdens de vernietiging of het verval van neutralinos of sneutrinos, die hypothetische donkere materiedeeltjes zijn.

Verschillende experimenten zijn op jacht naar antideuteronen in het heelal, inclusief de AMS-detector op het internationale ruimtestation. Echter, alvorens het bestaan ​​van donkere materie af te leiden uit de detectie van deze kernen, wetenschappers moeten rekening houden met zowel hun productiesnelheden door andere bronnen (namelijk, botsingen tussen kosmische straling en kernen in het interstellaire medium) en de snelheden van hun vernietiging veroorzaakt door materie op hun reis. Om te beweren dat het gedetecteerde antideuteron verband houdt met de aanwezigheid van donkere materie, de productie- en vernietigingssnelheden moeten goed worden begrepen.

Door protonen in de LHC te laten botsen, ALICE-wetenschappers bootsten de productie van antideuteron na door botsingen met kosmische straling, en zou zo de productiesnelheid kunnen meten die met dit fenomeen gepaard gaat. Deze metingen vormen een fundamentele basis voor het modelleren van antideuteronproductieprocessen in de ruimte. Door de hoeveelheid gedetecteerde antideuteronen te vergelijken met die van hun materie-tegenhangers (deuteronen, die niet annihileren in de detector), zij konden vaststellen, Voor de eerste keer, de vernietigingskans van laagenergetische antideuteronen.

Deze metingen zullen bijdragen aan toekomstige antideuteronstudies in de buurt van de aarde, en natuurkundigen helpen bepalen of ze kenmerken zijn van de aanwezigheid van donkere materiedeeltjes, of integendeel, het zijn manifestaties van bekende verschijnselen.

In de toekomst, dit soort studies bij ALICE zou kunnen worden uitgebreid tot zwaardere antinucleï. "De LHC en het ALICE-experiment vertegenwoordigen een unieke mogelijkheid om antimateriekernen te bestuderen, ", zegt ALICE-woordvoerder Luciano Musa. "Dit onderzoek zal een cruciale referentie blijven voor de interpretatie van toekomstige astrofysische zoektochten naar donkere materie."