| foton întunecat | |
|---|---|
| Compus | Particulă elementară |
| O familie | boson |
| Participă la interacțiuni | gravitatie |
| stare | Ipotetic |
| Greutate | 0 |
| Teoretic justificat | În 2008, Lottie Ackerman, Matthew Buckley, Sean Carroll și Mark Kamionkowski |
| Cine sau după ce poartă numele | Materia întunecată și fotonii |
| numere cuantice | |
| A învârti | 1 h |
Un foton întunecat este o particulă elementară ipotetică , un presupus purtător al unei noi interacțiuni fundamentale , un analog al fotonilor pentru materia întunecată [1] [2] . Alături de gravitație, poate fi un „intermediar” între materia obișnuită și cea întunecată, permițându-le să interacționeze între ele [3] . Teoretic, fotonii întunecați pot fi detectați datorită posibilei lor amestecări cu fotonii obișnuiți și, ca urmare, influenței asupra interacțiunii particulelor cunoscute [2] .
Fotonii întunecați au fost propuși în 2008 de Lottie Ackerman, Matthew Buckley, Sean Carroll și Mark Kamionkowski ca purtători ai unui nou câmp de măsurare U(1) cu rază lungă de acțiune , „electromagnetismul întunecat” care afectează materia întunecată. La fel ca fotonii obișnuiți, fotonii întunecați sunt particule fără masă [4] .
Fotonii întunecați au fost citați ca o posibilă cauză a așa-numitei anomalii „ g −2” observate în experimentul E821 de la Brookhaven National Laboratory [5] . Dar mai multe experimente ulterioare au exclus în mare măsură fotonii întunecați ca fiind cauza anomaliei, inclusiv experimentul cu detectorul PHENIX de la ciocnitorul relativist RHIC din Brookhaven [2] . Noul experiment Muon g-2 de la Fermilab este de așteptat să atingă o precizie de măsurare de patru ori mai bună decât experimentul Brookhwein [6] .
În general, un foton întunecat este orice boson de spin-1 care aparține unui nou câmp gauge U(1). Cu alte cuvinte, este orice forță nouă a naturii care apare în cadrul unei extensii teoretice a modelului standard și se comportă ca o forță electromagnetică . Aceste modele includ adesea un foton întunecat instabil sau cu masă diferită de zero, care se descompune rapid în alte particule, cum ar fi perechile electron-pozitron . De asemenea, poate interacționa direct cu particule cunoscute, în special electroni sau muoni , atâta timp cât acele particule poartă sarcina asociată cu noua interacțiune de mai sus.
În martie 2016, Organizația Europeană pentru Cercetare Nucleară (CERN) a aprobat proiectarea experimentului NA64 la acceleratorul SPS , dezvoltat de oamenii de știință de la Institutul de Cercetare Nucleară al Academiei Ruse de Științe ( Moscova ) și de la Institutul pentru Fizica Energiei Înalte. (Protvino). [7]
Serghei Gninenko, unul dintre liderii experimentului de căutare de fotoni întunecați la CERN, explică esența experimentului după cum urmează [7] :
Dacă există fotoni ascunși, aceștia ar putea fi produși prin împrăștierea electronilor de înaltă energie într-o țintă activă de absorbție totală. Și acest lucru s-ar întâmpla datorită efectului cuantic al amestecării cu un foton obișnuit de bremsstrahlung emis de electroni în câmpul nucleului. Deoarece fotonii întunecați interacționează foarte slab cu materia obișnuită, ei ar pătrunde în țintă și vor duce o parte semnificativă a energiei fasciculului de la detector. Un indiciu al existenței fotonilor întunecați ar fi detectarea unor evenimente cu o energie lipsă mare, mai mare de 50%. Astfel de evenimente sunt extrem de rare. Fracția lor este mai mică de 1:100.000.000.000 pentru o interacțiune standard de electron în țintăSerghei Gninenko
Prima parte a experimentului a fost realizată în primăvara anului 2017, a doua este programată pentru septembrie-octombrie 2017.