5 mysteriöse Teilchen lauern unter der Erde

Während der weltgrößte Atom Smasher war damit beschäftigt, das Higgs-Boson Teilchen – zu erklären, warum andere Partikel Masse gedacht – Physiker leise riesigen unterirdische Laboratorien bauen tief unter der Erde.

Wissenschaftler sind nicht Nein, der nächste James Bond Superschurken dort unten versteckt. Stattdessen arbeiten sie mehr als eine Meile unterhalb der Erdkruste, einige der schwersten Teilchen des Universums zu finden.

Die Gesteinsschichten können Hafen Beweise für eine neue Kraft und schützen empfindliche Experimente aus der kosmischen Strahlung und andere hochenergetischen Teilchen, so dass ultrarare Partikel, sich zu offenbaren. Von der Unparticle für Weicheier sind hier einige mysteriösen Teilchen, die unterirdisch lauern könnten.

Die unparticle

Physiker sind für eine neue fundamentale Kraft im Erdmantel Jagd. Die Unparticle, die sowohl als Photonen und Masse tragende Teilchen verhält tun, verantwortlich für Langstrecken Spin Interaktionen, eine neue Kraft, die die Elektronen in Atomen, richten Sie ihre Spins über größere Distanzen verursacht sein könnte.

Um Beweise für die neue Kraft finden, Forscher der Elektronendichte und Spin in den Erdmantel vorgezeichnet und nun untersuchen, ob diese unterirdischen Elektronen beeinflussen wie Neutronen und Elektronen in beiden Experimenten durch ca. 3.000 Meilen (4.828 km) getrennt Spin. Wenn die Elektronen in den Mantel eine Kraft, um diese Teilchen in Laborexperimenten übertragen werden, sollte es die Häufigkeit ändern, an der sie sich drehen. Dann würde die neue Kraft Gravitation, Elektromagnetismus und der starken und schwachen Kernkräfte diktieren das Verhalten des Universums verbinden. [50 erstaunliche Fakten über Planetenerde]

Dunkle-Materie-Teilchen

Das Universum ist gefüllt mit unsichtbaren Sachen genannt dunklen Materie, deren Anziehungskraft gedacht wird, um verhindern, dass Galaxien auseinander fliegen. Führende Theorien schlagen vor, dass dunkler Materie aus schwach wechselwirkende massive Teilchen oder Weicheier, die selten mit gewöhnlicher Materie interagieren.

Mehrere Labore, einschließlich des großen unterirdischen Xenon (LUX)-Detektors im Homestake, S.D., verlassen sich auf die Erdkruste um Experimente aus der kosmischen Strahlung zu schützen, die die wenigen Interaktionen der Weicheier mit regelmäßigen Atome übertönen konnte. So weit, Spuren von Weicheier sind wenige und weit zwischen gewesen, aber mit mehreren Experimenten laufende, Nachweis von WIMPs könnte innerhalb der nächsten paar Jahre aufgedeckt werden.

Sonnen-neutrinos

Physiker am Gran Sasso National Laboratory, einem Teilchendetektor eine Meile unter einem italienischen Berg begraben, haben gefangen solaren Neutrinos im Akt der wechselnden Arten oder "Aromen." Die Sonne Kernreaktionen erstellen diese Nachfüllfreie Partikel, aber führende Theorien besagen, dass sie Geschmack ändern, wie sie auf die Erde gereist. Als ein Ergebnis, Physiker auf der Suche für bestimmte von solar Aromen haben Neutrinos gemessen weniger Sonnen-Neutrinos von diesen Aromen als sie erwartet hatten.

Sonnen-Neutrinos interagieren selten mit Materie, sondern durch erschießen Balken der Partikel 454 Meilen (731 km) aus dem Physiklabor CERN in das unterirdische Labor in Gran Sasso, Physiker geschafft, die Partikel im Akt der wechselnden Geschmack zu fangen. Der Befund bestätigt, dass Neutrinos Geschmack ändere, wie sie von der Sonne reisen.

Suche nach geoneutrinos

Neutrinos der Sonne bilden können, aber sie sind auch von radioaktiven Elementen im Erdmantel produziert. Das Gran Sasso Labor hat auch einige von diesen sogenannten Geoneutrinos isoliert bilden wenn radioaktive Uran oder Thorium zerfällt. Die neuen Partikel könnte erklären, wie viel Hitze Formen im Inneren der Erde, die Bewegung der tektonischen Platten fahren. Um dieser Geoneutrinos aus dem Erdmantel erfassen, verwenden die Forscher eine Öl-basierte Flüssigkeit, die funkelt, oder Licht abgibt, wenn Subatomic Partikel in der Flüssigkeit stoßen. Die Forscher haben die Geoneutrinos, weil sie ein Positron emittieren, gefolgt von einem Neutron beim stoßen in die Atome des Fluids, der charakteristische Blitz Licht verleiht.

Nukleon Verfall

Obwohl viele subatomaren Teilchen in andere Teilchen zerlegen, hat bisher niemand erwischt den Zerfall von Protonen und Neutronen, die die Kerne der Atome ausmachen. Nukleon Verfall ist von Grand Unified Theorien vorhergesagt, die versuchen, alles in der Physik zu erklären.

Um Beweise für diese seltene Verfall zu finden, haben Wissenschaftler am Super-Kamiokande-Experiment unter Mount Kamioka in Japan mehrere Jahre auf der Jagd nach Nukleon Verfall verbracht. Auch wenn es Protonen 9223372.036854775807 Billionen (oder 10 potenziert mit dem 34.) dauert Jahre Verfall, die Melder sollte in der Lage, wenigstens ein paar von diesen Ereignissen zu finden. Bisher noch nicht aber Super K noch keine Anzeichen von Proton Decay gefunden.

Tia Ghose auf Twitter folgen @tiaghose . Folgen Sie LiveScience @livescience , Facebook & Google + .