O LHC δεν ανίχνευσε σκοτεινά φωτόνια

Posted on 08/02/2018

0


Μπορεί ο LHC (Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων) να μην εντόπισε τα σκοτεινά φωτόνια, έθεσε όμως νέα όρια όσον αφορά την αλληλεπίδραση των υποθετικών σωματιδίων με τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία

Η σκοτεινή ύλη, όπως λέει και το όνομά της, δεν εκπέμπει φως και αλληλεπιδρά με την ορατή ύλη μόνο μέσω της βαρύτητας. Όμως, υπάρχουν θεωρίες που έχουν προταθεί για τη φύση και τη συμπεριφορά της σκοτεινής ύλης που υποστηρίζουν πως η βαρύτητα δεν είναι ο μοναδικός τρόπος με τον οποίο αλληλεπιδρά με τον εαυτό της ή και με τη συμβατική ύλη. Σύμφωνα με τις θεωρίες αυτές υπάρχει μία ακόμη «σκοτεινή» δύναμη, άγνωστη έως σήμερα, διαμέσου της οποίας αλληλεπιδρούν τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης. Φορέας αυτής της δύναμης είναι τα σκοτεινά φωτόνια, όπως η τα γνωστά μας φωτόνια αποτελούν τον φορέα της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης, με την διαφορά ότι τα σκοτεινά φωτόνια διαθέτουν μάζα.

Oι συγκρούσεις των πρωτονίων είναι ένας πιθανός τρόπος δημιουργίας σκοτεινών φωτονίων (Α’), τα οποία στη συνέχεια διασπώνται είτε αμέσως είτε μετά από κάποιο χρονικό διάστημα σε μιόνια και αντιμιόνια (Α’→μ+). Η ανάλυση των δεδομένων από τις συγκρούσεις πρωτονίων – πρωτονίων που συγκεντρώθηκαν το 2016, δεν ανέδειξε κάποια περίσσεια ζευγών μιονίων – αντιμιονίων, κάτι που θα αποτελούσε την έμμεση ένδειξη παραγωγής σκοτεινών φωτονίων. Ωστόσο, οι ερευνητές έθεσαν νέα όρια στην ηλεκτρομαγνητική σύζευξη για την άμεση διάσπαση των σκοτεινών φωτονίων σε ένα εύρος μαζών 10,6 έως 70 GeV/c2, παρέχοντας τους πρώτους περιορισμούς για τα σκοτεινά φωτόνια με μεγαλύτερο χρόνο ζωής στο εύρος μαζών 214–350 MeV/c2, που είναι συγκρίσιμα με τα βέλτιστα υπάρχοντα όρια για μάζες σκοτεινών φωτονίων μικρότερες από 0.5 GeV/c2.

Θα ακολουθήσει η ανάλυση των δεδομένων του 2017, η οποία επικεντρώνεται στην εύρεση προϊόντων διάσπασης σκοτεινών φωτονίων σε χαμηλότερη περιοχή μαζών. Οι φυσικοί περιμένουν ότι μέχρι το 2021, τα πειράματα θα είναι πολύ πιο ευαίσθητα στις διασπάσεις των σκοτεινών φωτονίων, κατά έναν παράγοντα μερικών εκατοντάδων.

πηγή: https://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.120.061801