歐洲核子研究中心（CERN）5日宣布批準(zhǔn)一項(xiàng)新實(shí)驗(yàn)，旨在利用大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）尋找一些假想粒子，包括與暗物質(zhì)、中性粒子等有關(guān)的所謂“暗光子”等。

歐洲核子研究中心發(fā)表公報(bào)說(shuō)，這一名為“前向搜索實(shí)驗(yàn)”（FASER）的項(xiàng)目將于2021年啟動(dòng)。作為該中心現(xiàn)有物理研究的補(bǔ)充，實(shí)驗(yàn)將有望提高發(fā)現(xiàn)新粒子的可能性。

歐洲核子研究中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)目前有4個(gè)主要探測(cè)器，但它們不適合探測(cè)可能與光束平行產(chǎn)生的弱相互作用粒子。這些粒子可能在不與任何材料相互作用的情況下行進(jìn)數(shù)百米，然后轉(zhuǎn)變?yōu)橐阎?、可探測(cè)粒子，例如電子和正電子，并沿著當(dāng)前的光束線從探測(cè)器中逃逸。

新批準(zhǔn)的這一實(shí)驗(yàn)將被設(shè)置在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目ATLAS對(duì)撞點(diǎn)下游480米的光束軌跡上。盡管粒子束中質(zhì)子的運(yùn)行軌跡將被大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)周圍的磁鐵彎曲，但弱相互作用粒子將沿直線繼續(xù)行進(jìn)，它們的“衰變產(chǎn)物”或可被FASER發(fā)現(xiàn)。

可能被找到的新粒子將與光束線保持高度平行且散布面極小，因此這一高靈敏度的搜索任務(wù)可以用體積相對(duì)較小的FASER實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)執(zhí)行。FASER實(shí)驗(yàn)裝置的總長(zhǎng)度不到5米，其核心圓柱形結(jié)構(gòu)半徑為10厘米。

暗物質(zhì)是一種假想的物質(zhì)，被認(rèn)為由弱相互作用大質(zhì)量粒子構(gòu)成，它不與電磁力相互作用，也無(wú)法用光直接探測(cè)。天體物理學(xué)證據(jù)表明，暗物質(zhì)約占宇宙總質(zhì)量的27%，但從未在實(shí)驗(yàn)室中被觀察和研究過(guò)。（記者劉曲）