Picha ya giza. Tafuta asiyeonekana

Photon ni chembe ya msingi inayohusishwa na mwanga. Hata hivyo, kwa muda wa miaka kumi hivi, wanasayansi fulani waliamini kwamba kulikuwa na kile wanachokiita fotoni ya giza au giza. Kwa mtu wa kawaida, uundaji kama huo unaonekana kuwa mkanganyiko yenyewe. Kwa wanafizikia, hii ina maana, kwa sababu, kwa maoni yao, inaongoza kwa kufunua siri ya jambo la giza.

Uchambuzi mpya wa data kutoka kwa majaribio ya kichapuzi, haswa matokeo Kigunduzi cha BaBarnionyeshe wapi fotoni ya giza haijafichwa, yaani haijumuishi maeneo ambayo haikupatikana. Jaribio la BaBar, ambalo lilianza 1999 hadi 2008 katika SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) huko Menlo Park, California, lilikusanya data kutoka. migongano ya elektroni na positroni, antiparticles za elektroni zilizochajiwa vyema. Sehemu kuu ya majaribio, inayoitwa PKP-II, ilifanywa kwa ushirikiano na SLAC, Berkeley Lab, na Lawrence Livermore National Laboratory. Zaidi ya wanafizikia 630 kutoka nchi kumi na tatu walishirikiana kwenye BaBar katika kilele chake.

Uchambuzi wa hivi punde ulitumia takriban 10% ya data ya BaBar iliyorekodiwa katika miaka miwili iliyopita ya kufanya kazi. Utafiti umejikita katika kutafuta chembe zisizojumuishwa katika Muundo Sanifu wa fizikia. Mpango unaotokana unaonyesha eneo la utafutaji (kijani) lililogunduliwa katika uchanganuzi wa data wa BaBar ambapo hakuna fotoni nyeusi zilizopatikana. Grafu pia inaonyesha maeneo ya utafutaji kwa ajili ya majaribio mengine. Upau mwekundu unaonyesha eneo ili kuangalia kama fotoni nyeusi husababisha kinachojulikana g-2 hali isiyo ya kawaidana sehemu nyeupe zilibaki bila kuchunguzwa kwa uwepo wa fotoni za giza. Chati pia inazingatia majaribio NA64imetengenezwa CERN.

Picha. Maximilian Bris/CERN

Kama fotoni ya kawaida, fotoni ya giza itahamisha nguvu ya sumakuumeme kati ya chembe za giza. Inaweza pia kuonyesha uhusiano dhaifu na jambo la kawaida, kumaanisha kuwa fotoni nyeusi zinaweza kuzalishwa katika migongano ya nishati nyingi. Utafutaji wa awali umeshindwa kupata athari zake, lakini fotoni nyeusi kwa ujumla zimechukuliwa kuoza na kuwa elektroni au chembe nyingine zinazoonekana.

Kwa utafiti mpya huko BaBar, hali ilizingatiwa ambapo fotoni nyeusi huundwa kama fotoni ya kawaida katika mgongano wa elektroni-positroni, na kisha kuoza na kuwa chembe nyeusi za jambo lisiloonekana kwa kigunduzi. Katika kesi hii, chembe moja tu inaweza kugunduliwa - fotoni ya kawaida iliyobeba kiasi fulani cha nishati. Kwa hivyo timu ilitafuta matukio maalum ya nishati ambayo yalilingana na wingi wa fotoni nyeusi. Hakupata hit kama hiyo kwenye misa 8 ya GeV.

Yuri Kolomensky, mwanafizikia wa nyuklia katika Maabara ya Berkeley na mjumbe wa Idara ya Fizikia katika Chuo Kikuu cha California, Berkeley, alisema katika taarifa kwa vyombo vya habari kwamba "saini ya picha nyeusi kwenye detector itakuwa rahisi kama moja ya juu- nishati photon na hakuna shughuli nyingine." Fotoni moja inayotolewa na chembe ya boriti ingeashiria kwamba elektroni iligongana na positroni na kwamba fotoni ya giza isiyoonekana ilikuwa imeoza na kuwa chembe za giza za mada, zisizoonekana kwa kigunduzi, zikijidhihirisha kwa kukosekana kwa nishati nyingine yoyote inayoandamana.

Fotoni nyeusi pia imetolewa ili kueleza tofauti kati ya sifa zinazozingatiwa za mzunguko wa muon na thamani iliyotabiriwa na Muundo Wastani. Kusudi ni kupima mali hii kwa usahihi unaojulikana zaidi. majaribio ya muon g-2uliofanywa katika Maabara ya Kitaifa ya Kuongeza kasi ya Fermi. Kama Kolomensky alivyosema, uchanganuzi wa hivi majuzi wa matokeo ya jaribio la BaBar kwa kiasi kikubwa "huondoa uwezekano wa kuelezea upotovu wa g-2 katika suala la fotoni za giza, lakini pia inamaanisha kuwa kitu kingine kinasababisha ukiukwaji wa g-2."

Picha ya giza ilipendekezwa kwa mara ya kwanza mnamo 2008 na Lottie Ackerman, Matthew R. Buckley, Sean M. Carroll na Mark Kamionkowski kuelezea "ugonjwa wa g-2" katika jaribio la E821 katika Maabara ya Kitaifa ya Brookhaven.

lango la giza

Jaribio la CERN lililotajwa hapo juu linaloitwa NA64, lililofanywa katika miaka ya hivi karibuni, pia lilishindwa kugundua matukio yanayoambatana na fotoni za giza. Kama ilivyoripotiwa katika nakala katika "Barua za Mapitio ya Kimwili", baada ya kuchambua data, wanafizikia kutoka Geneva hawakuweza kupata fotoni nyeusi zilizo na wingi kutoka 10 GeV hadi 70 GeV.

Walakini, akitoa maoni yake juu ya matokeo haya, James Beecham wa jaribio la ATLAS alielezea matumaini yake kwamba kutofaulu kwa kwanza kungehimiza timu zinazoshindana za ATLAS na CMS kuendelea kutazama.

Beecham alitoa maoni katika Barua za Mapitio ya Kimwili. -

Jaribio sawa na BaBar huko Japani linaitwa Bell IIambayo inatarajiwa kutoa data mara mia zaidi ya BaBar.

Kulingana na nadharia ya wanasayansi kutoka Taasisi ya Sayansi ya Msingi huko Korea Kusini, siri ya kusumbua ya uhusiano kati ya jambo la kawaida na giza inaweza kuelezewa kwa kutumia mfano wa portal unaojulikana kama "mlango wa giza wa axion ». Inatokana na chembe dhahania za sekta ya giza, axion na fotoni ya giza. Lango, kama jina linavyopendekeza, ni mpito kati ya mada nyeusi na fizikia isiyojulikana na kile tunachojua na kuelewa. Kuunganisha ulimwengu hizi mbili ni fotoni ya giza ambayo iko upande mwingine, lakini wanafizikia wanasema inaweza kugunduliwa na ala zetu.

Video kuhusu jaribio la NA64:

Uwindaji wa fotoni ya giza ya ajabu: jaribio la NA64