Foton skur. Tiftix għall-inviżibbli

Photon huwa partiċella elementari assoċjata mad-dawl. Madankollu, għal madwar għaxar snin, xi xjenzati emmnu li kien hemm dak li huma jsejħu foton skur jew skur. Għal persuna ordinarja, formulazzjoni bħal din tidher li hija kontradizzjoni fiha nnifisha. Għall-fiżiċi, dan jagħmel sens, għax, fl-opinjoni tagħhom, iwassal biex jinkixfu l-misteru tal-materja skura.

Analiżi ġodda ta 'data minn esperimenti aċċeleratur, prinċipalment riżultati Ditekter BaBarurini fejn foton skur mhix moħbija, jiġifieri teskludi żoni fejn ma nstabx. L-esperiment BaBar, li dam mill-1999 sal-2008 fl-SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) f’Menlo Park, California, ġabar dejta minn ħabtiet ta' elettroni ma' positrons, antipartiċelli elettroni iċċarġjati b'mod pożittiv. Il-parti prinċipali tal-esperiment, imsejħa PKP-II, Twettqet b'kollaborazzjoni ma 'SLAC, Berkeley Lab, u Lawrence Livermore National Laboratory. Aktar minn 630 fiżiku minn tlettax-il pajjiż ikkollaboraw fuq BaBar fl-aqwa tiegħu.

L-aħħar analiżi użat madwar 10% tad-dejta ta’ BaBar irreġistrata fl-aħħar sentejn ta’ tħaddim tagħha. Ir-riċerka ffukat fuq is-sejba ta 'partiċelli mhux inklużi fil-Mudell Standard tal-fiżika. Il-plott li jirriżulta turi ż-żona tat-tfittxija (aħdar) esplorata fl-analiżi tad-dejta BaBar fejn ma nstabu l-ebda fotoni skur. Il-graff turi wkoll żoni ta 'tfittxija għal esperimenti oħra. Il-bar ħamra turi ż-żona biex tivverifika jekk fotoni skuri jikkawżaw l-hekk imsejħa g-2 anomalijau l-oqsma bojod baqgħu mhux eżaminati għall-preżenza ta 'fotoni skuri. Il-grafika tqis ukoll esperiment NA64magħmula fiċ-CERN.

Ritratt. Maximilian Bris/CERN

Bħal foton ordinarju, foton skur se jittrasferixxi forza elettromanjetika bejn partiċelli ta 'materja skura. Jista 'wkoll juri rabta potenzjalment dgħajfa ma' materja ordinarja, li jfisser li fotoni skuri jistgħu jiġu prodotti f'ħabtiet ta 'enerġija għolja. Tfittxijiet preċedenti naqsu milli jsibu traċċi ta 'dan, iżda fotoni skuri ġeneralment ġie preżunt li jitmermer f'elettroni jew partiċelli viżibbli oħra.

Għal studju ġdid f'BaBar, ġie kkunsidrat xenarju li fih foton iswed jiġi ffurmat bħal foton ordinarju f'ħabta elettron-positron, u mbagħad jitmermer f'partiċelli skuri ta 'materja inviżibbli għad-ditekter. F'dan il-każ, ikun possibbli li tinstab partiċella waħda biss - foton ordinarju li jġorr ċertu ammont ta 'enerġija. Allura t-tim fittex avvenimenti ta 'enerġija speċifiċi li jaqblu mal-massa tal-foton skur. Huwa ma sabx tali hit fuq il-mases 8 GeV.

Yuri Kolomensky, fiżiku nukleari fil-Berkeley Lab u membru tad-Dipartiment tal-Fiżika fl-Università ta’ Kalifornja, Berkeley, qal fi stqarrija għall-istampa li “l-firma ta’ foton skur fid-ditekter se tkun sempliċi daqs wieħed għoli- foton tal-enerġija u l-ebda attività oħra." Foton wieħed emess minn partiċelli tar-raġġ ikun jindika li elettron ħabat ma 'pożitron u li l-foton skur inviżibbli kien tmermer f'partiċelli skuri ta' materja, inviżibbli għad-ditekter, li jimmanifestaw ruħhom fl-assenza ta 'kwalunkwe enerġija oħra ta' akkumpanjament.

Il-foton skur huwa postulat ukoll biex jispjega d-diskrepanza bejn il-proprjetajiet osservati tal-ispin tal-muon u l-valur imbassar mill-Mudell Standard. L-għan huwa li titkejjel din il-proprjetà bl-aħjar preċiżjoni magħrufa. esperiment muon g-2immexxija fil-Laboratorju Nazzjonali Aċċeleratur Fermi. Kif qal Kolomensky, analiżi reċenti tar-riżultati tal-esperiment BaBar fil-biċċa l-kbira "eskludu l-possibbiltà li tiġi spjegata l-anomalija g-2 f'termini ta 'fotoni skuri, iżda jfisser ukoll li xi ħaġa oħra qed tmexxi l-anomalija g-2."

Il-foton skur kien propost għall-ewwel darba fl-2008 minn Lottie Ackerman, Matthew R. Buckley, Sean M. Carroll u Mark Kamionkowski biex jispjegaw l-"anomalija g-2" fl-esperiment E821 fil-Laboratorju Nazzjonali ta 'Brookhaven.

portal skur

L-esperiment CERN msemmi hawn fuq imsejjaħ NA64, imwettaq f'dawn l-aħħar snin, naqas ukoll milli jikxef il-fenomeni li jakkumpanjaw fotoni skuri. Kif irrappurtat f'artiklu f'"Ittri ta' Reviżjoni Fiżika", wara li analizzaw id-dejta, il-fiżiċi minn Ġinevra ma setgħux isibu fotoni skuri b'mases minn 10 GeV sa 70 GeV.

Madankollu, meta kkummenta dwar dawn ir-riżultati, James Beecham tal-esperiment ATLAS esprima t-tama tiegħu li l-ewwel falliment jinkoraġġixxi lit-timijiet ATLAS u CMS li qed jikkompetu biex jibqgħu jħarsu.

Beecham ikkummenta f'Ittri ta' Reviżjoni Fiżika. -

Jissejjaħ esperiment simili għal BaBar fil-Ġappun Qanpiena IIli mistennija tagħti mitt darba aktar data minn BaBar.

Skont l-ipoteżi ta 'xjentisti mill-Istitut tax-Xjenzi Bażiċi fil-Korea t'Isfel, il-misteru haunting tar-relazzjoni bejn il-materja ordinarja u d-dlam jista' jiġi spjegat bl-użu ta 'mudell ta' portal magħruf bħala "portal axion skur ». Hija bbażata fuq żewġ partiċelli ipotetiċi tas-settur skur, l-axion u l-foton skur. Il-portal, kif jissuġġerixxi l-isem, huwa tranżizzjoni bejn il-materja skura u l-fiżika mhux magħrufa u dak li nafu u nifhmu. Li tgħaqqad dawn iż-żewġ dinjiet hemm foton skur li jinsab fuq in-naħa l-oħra, iżda l-fiżiċi jgħidu li jista 'jiġi skopert bl-istrumenti tagħna.

Vidjow dwar l-esperiment NA64:

Kaċċa għall-foton skur misterjuż: l-esperiment NA64