Караңгы фотон. Көрүнбөгөндү издөө

Фотон – жарык менен байланышкан элементардык бөлүкчө. Бирок, болжол менен он жыл бою, кээ бир илимпоздор караңгы же караңгы фотон деп атаган нерсе бар деп ишенишкен. Карапайым адамга мындай формулировка өзүнөн өзү карама-каршылыктуу көрүнөт. Физиктер үчүн мунун мааниси бар, анткени, алардын ою боюнча, бул караңгы заттын сырын ачууга алып келет.

Акселератор эксперименттеринен алынган маалыматтардын жаңы анализдери, негизинен жыйынтыктар BaBar детекторумага кайда көрсөт караңгы фотон ал жашыруун эмес, башкача айтканда, ал табылбаган аймактарды кошпойт. 1999-жылдан 2008-жылга чейин Калифорниянын Менло Парк шаарындагы SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) борборунда жүргүзүлгөн BaBar эксперименти маалыматтарды чогулткан. электрондордун позитрондор менен кагылышуусу, оң заряддуу электрон антибөлүкчөлөр. деп аталган эксперименттин негизги бөлүгү ПК-II, SLAC, Беркли лабораториясы жана Лоуренс Ливермор улуттук лабораториясы менен биргеликте жүргүзүлгөн. Он үч өлкөдөн 630дан ашык физиктер BaBarдын эң жогорку чегинде кызматташкан.

Акыркы анализде BaBarдын акыркы эки жыл ичинде жазылган маалыматтарынын 10%га жакыны колдонулган. Изилдөөлөр физиканын стандарттык моделине кирбеген бөлүкчөлөрдү табууга багытталган. Натыйжадагы сюжет BaBar маалымат талдоосунда изилденген издөө аймагын (жашыл) көрсөтөт, анда эч кандай караңгы фотондор табылган жок. График башка эксперименттер үчүн издөө аймактарын да көрсөтөт. Кызыл тилке караңгы фотондор деп аталган нерсени пайда кылып же жокпу текшерүү үчүн аймакты көрсөтөт g-2 аномалияал эми ак талаалар караңгы фотондордун бар экендиги текшерилбей калган. Диаграмма да эске алат эксперимент NA64CERNде жасалган.

Фотосүрөт. Максимилиан Брис/CERN

Кадимки фотон сыяктуу, караңгы фотон караңгы зат бөлүкчөлөрүнүн ортосунда электромагниттик күчтү өткөрүп берет. Ал ошондой эле кадимки зат менен потенциалдуу алсыз байланышты көрсөтө алат, башкача айтканда, караңгы фотондор жогорку энергиялуу кагылышууларда пайда болушу мүмкүн. Мурунку издөөлөр анын издерин таба алган жок, бирок караңгы фотондор көбүнчө электрондорго же башка көрүнгөн бөлүкчөлөргө ажырайт деп болжолдонгон.

BaBarдагы жаңы изилдөө үчүн кара фотон электрон-позитрондук кагылышууда кадимки фотон сыяктуу пайда болуп, андан кийин детекторго көрүнбөгөн материянын караңгы бөлүкчөлөрүнө ажыроо сценарийи каралган. Бул учурда бир гана бөлүкчө - белгилүү бир энергияны алып жүргөн кадимки фотонду аныктоого мүмкүн болмок. Ошентип, команда караңгы фотондун массасына дал келген конкреттүү энергетикалык окуяларды издешти. Ал 8 GeV массасынан мындай соккуну тапкан эмес.

Беркли лабораториясынын өзөктүк физиги жана Калифорния университетинин физика бөлүмүнүн мүчөсү Юрий Коломенский пресс-релизинде: «Детектордогу караңгы фотондун кол тамгасы эң жогорку бир фотон сыяктуу жөнөкөй болот. энергия фотон жана башка эч кандай иш." Нур бөлүкчөсүнөн чыккан жалгыз фотон электрондун позитрон менен кагылышын жана көзгө көрүнбөгөн караңгы фотондун детекторго көрүнбөгөн караңгы зат бөлүкчөлөрүнө чирип, башка эч кандай коштоочу энергия жок болгондугун билдирмек.

Караңгы фотон мюондун айлануусунун байкалган касиеттери менен Стандарттык модель тарабынан болжолдонгон маанинин ортосундагы айырмачылыкты түшүндүрүү үчүн да болжолдонууда. Максаты бул мүлктү эң белгилүү тактык менен өлчөө. мюондук эксперимент g-2Ферми улуттук тездетүүчү лабораториясында жүргүзүлгөн. Коломенский айткандай, BaBar экспериментинин жыйынтыктарынын акыркы анализдери "g-2 аномалиясын караңгы фотондор менен түшүндүрүү мүмкүнчүлүгүн жокко чыгарат, бирок бул дагы башка нерсе g-2 аномалиясын айдап жатканын билдирет".

Караңгы фотон биринчи жолу 2008-жылы Лотти Акерман, Мэттью Р. Бакли, Шон М. Кэрролл жана Марк Камионковски тарабынан Брукхавен улуттук лабораториясында E2 экспериментиндеги "g-821 аномалиясын" түшүндүрүү үчүн сунушталган.

караңгы портал

Акыркы жылдарда жасалган NA64 деп аталган жогоруда айтылган CERN эксперименти да караңгы фотондорду коштогон кубулуштарды байкай алган жок. «Физикалык ревизия каттарындагы» макалага ылайык, Женевадан келген физиктер маалыматтарды талдап чыккандан кийин массасы 10 ГэВ менен 70 ГэВ ортосундагы караңгы фотондорду таба алышкан жок.

Бирок, бул жыйынтыктарды комментарийлеп, ATLAS экспериментинин кызматкери Джеймс Бичэм биринчи ийгиликсиздик атаандашкан ATLAS жана CMS командаларын издөөнү улантууга түрткү берет деген үмүтүн билдирди.

Beecham Physical Review Letters басылмасында комментарий берди. -

Япониядагы BaBarга окшош эксперимент деп аталат Bell IIбул BaBarга караганда жүз эсе көп маалымат берери күтүлүүдө.

Түштүк Кореядагы Негизги Илимдер Институтунун окумуштууларынын гипотезасына ылайык, кадимки материя менен караңгылыктын ортосундагы байланыштын таң калыштуу сырын "" деп аталган портал модели аркылуу түшүндүрүүгө болот.dark axion порталы ». Ал эки гипотетикалык караңгы сектор бөлүкчөлөрүнө, аксион жана караңгы фотонго негизделген. Портал, аты айтып тургандай, караңгы зат менен белгисиз физиканын жана биз билген жана түшүнгөн нерселердин ортосундагы өтүү. Бул эки дүйнөнү туташтыруу башка тарапта жайгашкан караңгы фотон, бирок физиктердин айтымында, аны биздин аспаптар менен аныктоого болот.

NA64 эксперименти тууралуу видео:

Табышмактуу караңгы фотонго аңчылык: NA64 эксперименти