WikiSort.ru - Не сортированное

Тёмный фотон — гипотетическая элементарная частица, предполагаемый переносчик нового фундаментального взаимодействия, аналог фотонов для тёмной материи^[1][2]. Наряду с гравитацией, может оказаться «посредником» между обычной и тёмной материями, позволяя им взаимодействовать между собой^[3]. Теоретически тёмные фотоны могут быть обнаружены благодаря их возможному смешиванию с обычными фотонами и, как следствие, влиянию на взаимодействие известных частиц^[2].

Тёмные фотоны предложены в 2008 году Лотти Акерман, Мэттью Бакли, Шоном Кэроллом и Марком Камионковским как переносчики нового дальнодействующего U(1)-калибровочного поля, «тёмного электромагнетизма», воздействующего на тёмную материю. Так же как обычные фотоны, тёмные фотоны — безмассовые частицы^[4].

Тёмные фотоны были названы возможной причиной так называемой «g−2»-аномалии, наблюдаемой в эксперименте E821 в Брукхейвенской национальной лаборатории^[5]. Но несколько последующих экспериментов в значительной степени исключили тёмные фотоны из причин аномалии, в том числе эксперимент PHENIX detector^[en] на релятивистском коллайдере RHIC в Брукхейвене^[2]. В новом эксперименте Muon g-2 в Фермилабе ожидается получить в четыре раза лучшую точность измерений, чем в эксперименте в Брукхвейне^[6].

В более общем смысле тёмный фотон — это любой бозон со спином 1, относящийся к новому U(1)-калибровочному полю. Иными словами, это любая новая сила природы, которая возникает в рамках теоретического расширения Стандартной модели и ведёт себя как электромагнитное взаимодействие. В этих моделях часто присутствует нестабильный или обладающий ненулевой массой тёмный фотон, который быстро распадается на другие частицы, например электрон-позитронные пары. Он также может напрямую взаимодействовать с известными частицами, в частности, электронами или мюонами, если только эти частицы несут заряд, связанный с вышеуказанным новым взаимодействием.

Эксперимент NA64

В марте 2016 года Европейская организация по ядерным исследованиям (CERN) одобрила проект эксперимента NA64 на ускорителе SPS, разработанный учёными из Института ядерных исследований РАН (Москва) и Института физики высоких энергий (Протвино).^[7]

Сергей Гниненко, один из руководителей эксперимента по поиску тёмных фотонов в CERN, объясняет суть эксперимента следующим образом^[7]:

Если скрытые фотоны существуют, они могли бы рождаться в реакции рассеяния электронов высокой энергии в активной мишени полного поглощения. А происходило бы это благодаря квантовому эффекту смешивания с обычным фотоном тормозного излучения, испускаемого электронами в поле ядра. Так как тёмные фотоны очень слабо взаимодействуют с обычным веществом, они проникали бы через мишень и уносили из детектора существенную часть энергии пучка. Указанием на существование тёмных фотонов стало бы обнаружение событий с большой, более 50 %, недостающей энергией. Такие события крайне редки. Их доля составляет меньше 1:100 000 000 000 на одно стандартное взаимодействие электрона в мишени Сергей Гниненко

Первая часть эксперимента была проведена весной 2017 года, вторая запланирована на сентябрь-октябрь 2017 года.

См. также

• Тёмное излучение
• Пятая сила
• Фотино

Примечания