Moriond 2017: LHCb ziet antiproton productie in proton-helium botsingen

28 - 03 - 2017


Fig. 1: Productie metingen (zwarte kruisjes) van antiprotonen met varierende energie in vergelijking met verschillende theoretische modellen (gekleurde curves).

Tot 1 april vindt de jaarlijkse voorjaarsconferentie Moriond in La Thuile (Italië) plaats. Op deze conferentie presenteren en bespreken o.a. de LHC experimenten hun meest actuele resultaten.

Het LHCb experiment heeft hier metingen gepresenteerd van de hoeveelheid antiprotonen die geproduceerd worden bij botsingen tussen protonen en heliumkernen in de LHC-versneller. Deze waarnemingen (zie figuur 1) zijn met name relevant voor de zoektocht naar hypothetische donkere materie in het universum.

Donkere materie kan onder meer indirect worden afgeleid door de Pamela en AMS experimenten waarbij de relatieve hoeveelheid antiprotonen en protonen in het universum worden gemeten (zie figuur 2). Het bestaan van donkere materie kan worden afgeleid als de curves niet met de meetpunten overeenstemmen. Echter, een  belangrijke onzekerheid in deze methode is de hoeveelheid antiprotonen die bij botsingen van gewone materie kan ontstaan, met name bij botsingen tussen protonen en heliumkernen.

Fig. 2: Metingen van het Pamela en AMS experiment van de relatieve hoeveelheid antiprotonen over protonen als functie van energie cosmische straling. De gekleurde rode band geeft de onzekerheden van de theorie aan, die nu sterk verbetert is door het LHCb experiment.

Het LHCb experiment heeft de productiesnelheid van antiprotonen nu bepaald met een precisie van 10%, waarbij een belangrijke onzekerheid voor de donkere materie zoektocht vrijwel verdwijnt.

LHCb heeft deze meting kunnen doen vanwege de unieke mogelijkheid om edelgassen in de LHC bundel te injecteren. Normaal gesproken wordt deze techniek gebruikt om de intensiteit van de LHC proton bundels te bepalen. Echter, de detector is ook uitstekend geschikt om de antiproton productie bij deze botsingen te meten.

Meer informatie
– Lees de originele wetenschappelijke presentatie: Moriond presentatie LHCb
– Publieke LHCb website