მუქი ფოტონი. ეძებს უხილავს
ტექნიკა

მუქი ფოტონი. ეძებს უხილავს

ფოტონი არის ელემენტარული ნაწილაკი, რომელიც დაკავშირებულია სინათლესთან. თუმცა, დაახლოებით ათი წლის განმავლობაში, ზოგიერთი მეცნიერი თვლიდა, რომ არსებობს ის, რასაც ისინი ბნელ ან ბნელ ფოტონს უწოდებენ. ჩვეულებრივი ადამიანისთვის ასეთი ფორმულირება თავისთავად წინააღმდეგობად გვეჩვენება. ფიზიკოსებისთვის ამას აზრი აქვს, რადგან, მათი აზრით, ეს იწვევს ბნელი მატერიის საიდუმლოს ამოხსნას.

ამაჩქარებლის ექსპერიმენტების მონაცემების ახალი ანალიზი ძირითადად შედეგებია ბაბარის დეტექტორიმაჩვენე სად მუქი ფოტონი ის არ არის დამალული, ანუ გამორიცხავს ზონებს, სადაც ის არ არის ნაპოვნი. ბაბარის ექსპერიმენტმა, რომელიც ტარდებოდა 1999 წლიდან 2008 წლამდე SLAC-ში (სტენფორდის ხაზოვანი ამაჩქარებლის ცენტრში) მენლო პარკში, კალიფორნია, შეაგროვა მონაცემები ელექტრონების შეჯახება პოზიტრონებთან, დადებითად დამუხტული ელექტრონული ანტინაწილაკები. ექსპერიმენტის ძირითადი ნაწილი ე.წ PKP-II, ჩატარდა SLAC-თან, Berkeley Lab-თან და Lawrence Livermore National Laboratory-თან თანამშრომლობით. ცამეტი ქვეყნიდან 630-ზე მეტი ფიზიკოსი თანამშრომლობდა ბაბარზე მის პიკზე.

უახლესმა ანალიზმა გამოიყენა BaBar-ის ბოლო ორი წლის განმავლობაში დაფიქსირებული მონაცემების დაახლოებით 10%. კვლევა ფოკუსირებულია ნაწილაკების პოვნაზე, რომლებიც არ შედის ფიზიკის სტანდარტულ მოდელში. შედეგად მიღებული ნახაზი გვიჩვენებს BaBar მონაცემთა ანალიზში შესწავლილ საძიებო არეალს (მწვანე), სადაც არ არის ნაპოვნი მუქი ფოტონები. გრაფიკი ასევე აჩვენებს სხვა ექსპერიმენტების საძიებო ზონებს. წითელ ზოლზე ნაჩვენებია ტერიტორია, რათა შეამოწმოს, იწვევს თუ არა მუქი ფოტონები ე.წ g-2 ანომალიადა თეთრი ველები შეუსწავლელი დარჩა მუქი ფოტონების არსებობისთვის. სქემა ასევე ითვალისწინებს ექსპერიმენტი NA64დამზადებულია CERN-ში.

Სურათი. მაქსიმილიან ბრისი/CERN

ჩვეულებრივი ფოტონის მსგავსად, ბნელი ფოტონი გადასცემს ელექტრომაგნიტურ ძალას ბნელი მატერიის ნაწილაკებს შორის. მას ასევე შეუძლია აჩვენოს პოტენციურად სუსტი კავშირი ჩვეულებრივ მატერიასთან, რაც იმას ნიშნავს, რომ მუქი ფოტონები შეიძლება წარმოიქმნას მაღალი ენერგიის შეჯახებისას. წინა ძიებებმა ვერ იპოვა მისი კვალი, მაგრამ ბნელი ფოტონები ზოგადად იშლება ელექტრონებად ან სხვა ხილულ ნაწილაკებად.

BaBar-ში ახალი კვლევისთვის განიხილებოდა სცენარი, რომლის დროსაც შავი ფოტონი წარმოიქმნება ჩვეულებრივი ფოტონის მსგავსად ელექტრონ-პოზიტრონის შეჯახებისას და შემდეგ იშლება დეტექტორისთვის უხილავ მატერიის ბნელ ნაწილაკებად. ამ შემთხვევაში შესაძლებელი იქნებოდა მხოლოდ ერთი ნაწილაკის აღმოჩენა - ჩვეულებრივი ფოტონი, რომელიც ატარებს გარკვეული რაოდენობის ენერგიას. ასე რომ, გუნდი ეძებდა ენერგეტიკულ მოვლენებს, რომლებიც შეესაბამებოდა ბნელი ფოტონის მასას. ასეთი დარტყმა მან ვერ აღმოაჩინა 8 გევ მასაზე.

იური კოლომენსკიმ, ბერკლის ლაბორატორიის ბირთვულმა ფიზიკოსმა და კალიფორნიის უნივერსიტეტის ფიზიკის დეპარტამენტის წევრმა, თქვა პრესრელიზში, რომ ”ბნელი ფოტონის ხელმოწერა დეტექტორში ისეთივე მარტივი იქნება, როგორც ერთი მაღალი. ენერგიის ფოტონი და არანაირი სხვა აქტივობა“. სხივის ნაწილაკის მიერ გამოსხივებული ერთი ფოტონი მიანიშნებს, რომ ელექტრონი შეეჯახა პოზიტრონს და რომ უხილავი ბნელი ფოტონი დაიშალა დეტექტორისთვის უხილავ მატერიის ბნელ ნაწილაკებად, რაც გამოიხატება სხვა თანმხლები ენერგიის არარსებობით.

მუქი ფოტონი ასევე არის პოსტულირებული, რათა ახსნას შეუსაბამობა მიონის სპინის დაკვირვებულ თვისებებსა და სტანდარტული მოდელის მიერ პროგნოზირებულ მნიშვნელობას შორის. მიზანია ამ ქონების გაზომვა ყველაზე ცნობილი სიზუსტით. მიონის ექსპერიმენტი g-2ჩატარდა ფერმის ეროვნულ ამაჩქარებლის ლაბორატორიაში. როგორც კოლომენსკიმ თქვა, BaBar-ის ექსპერიმენტის შედეგების ბოლოდროინდელი ანალიზი დიდწილად „გამორიცხავს g-2 ანომალიის ბნელი ფოტონებით ახსნის შესაძლებლობას, მაგრამ ეს ასევე ნიშნავს, რომ სხვა რამ განაპირობებს g-2 ანომალიას“.

მუქი ფოტონი პირველად 2008 წელს შემოგვთავაზეს ლოტი აკერმანმა, მეთიუ რ. ბაკლიმ, შონ მ. კეროლმა და მარკ კამიონკოვსკიმ, რათა აეხსნათ "g-2 ანომალია" E821 ექსპერიმენტში, ბრუკჰევენის ეროვნულ ლაბორატორიაში.

მუქი პორტალი

CERN-ის ზემოხსენებულმა ექსპერიმენტმა სახელად NA64, რომელიც ბოლო წლებში ჩატარდა, ასევე ვერ გამოავლინა ბნელი ფოტონების თანმხლები ფენომენი. „Physical Review Letters“-ის სტატიის მიხედვით, მონაცემების გაანალიზების შემდეგ, ჟენევის ფიზიკოსებმა ვერ იპოვეს მუქი ფოტონები 10 გევ-დან 70 გევ-მდე მასით.

თუმცა, ამ შედეგების კომენტირებისას, ATLAS-ის ექსპერიმენტის წარმომადგენელმა ჯეიმს ბიჩემმა გამოთქვა იმედი, რომ პირველი წარუმატებლობა წაახალისებს კონკურენტ ATLAS და CMS გუნდებს, გააგრძელონ ძებნა.

ბიჩემმა კომენტარი გააკეთა Physical Review Letters-ში. -

ბაბარის მსგავს ექსპერიმენტს იაპონიაში ე.წ ბელი IIრომელიც მოსალოდნელია ასჯერ მეტ მონაცემს, ვიდრე BaBar.

სამხრეთ კორეის საბაზისო მეცნიერებათა ინსტიტუტის მეცნიერთა ჰიპოთეზის თანახმად, ჩვეულებრივი მატერიისა და სიბნელეს შორის ურთიერთობის შემზარავი საიდუმლო შეიძლება აიხსნას პორტალის მოდელის გამოყენებით, რომელიც ცნობილია როგორც "მუქი აქსიონის პორტალი ». იგი ეფუძნება ორ ჰიპოთეტურ ბნელი სექტორის ნაწილაკს, აქსიონს და ბნელ ფოტონს. პორტალი, როგორც სახელიდან ჩანს, არის გადასვლა ბნელ მატერიასა და უცნობ ფიზიკასა და იმას, რაც ვიცით და გვესმის. ამ ორ სამყაროს აკავშირებს ბნელი ფოტონი, რომელიც მეორე მხარესაა, მაგრამ ფიზიკოსები ამბობენ, რომ მისი აღმოჩენა ჩვენი ინსტრუმენტებითაა შესაძლებელი.

ვიდეო NA64 ექსპერიმენტის შესახებ:

იდუმალი ბნელი ფოტონზე ნადირობა: NA64 ექსპერიმენტი

ახალი კომენტარის დამატება