Υπάρχουν σκοτεινά μποζόνια;

Posted on 22/09/2020

0


Ενδείξεις σκοτεινής ύλης στα φάσματα των ισοτόπων του υττερβίου

Τον περασμένο Ιούνιο το πείραμα XENON ανέφερε ανίχνευση φωτονίων που σύμφωνα με την θεωρία οφείλονται σε έναν τύπο σωματιδίων σκοτεινής ύλης, τα σκοτεινά μποζόνια. Νέα αποτελέσματα ανακοίνωσαν άλλες δυο πειραματικές ομάδες, που αναζητούν επίσης σκοτεινά μποζόνια, η μια εκ των οποίων βλέπει στα δεδομένα της ενδείξεις ενός τέτοιου σωματιδίου.

Οι ερευνητές έχουν προτείνει πολλά σωματίδια ως υποψήφιους σκοτεινής ύλης και ένας από αυτούς είναι το μποζόνιο σκοτεινής ύλης. Αυτό το σωματίδιο σύμφωνα με την προτεινόμενη θεωρία αλληλεπιδρά ασθενώς με την γνωστή μας ύλη. Έτσι, τα σκοτεινά μποζόνια ανταλλάσσονται μεταξύ των ηλεκτρονίων και των νετρονίων ενός ατόμου, επηρεάζοντας απειροελάχιστα τις συχνότητες διεγέρσεων και αποδιεγέρσεων του ατόμου. Ο στόχος και των προαναφερθέντων πειραματικών ομάδων ήταν ο προσδιορισμός αυτών των μεταβολών. Για να τον πετύχουν μέτρησαν την λεγόμενη μετατόπιση ισοτόπων – τις διαφορές στα ατομικά φάσματα των ισοτόπων που αντιστοιχούν στο ίδιο στοιχείο (στοιχεία με τον ίδιο αριθμό πρωτονίων στον πυρήνα τους, αλλά διαφορετικό αριθμό νετρονίων).

Η μια πειραματική ομάδα υπό τον Vladan Vuletić του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης μέτρησε τις μετατοπίσεις μεταξύ πέντε ισοτόπων του υττερβίου [Evidence for Nonlinear Isotope Shift in Yb+ Search for New Boson], ενώ η δεύτερη πειραματική ομάδα υπό τον Michael Drewsen του Πανεπιστημίου Άαρχους στη Δανία, μέτρησε τις μετατοπίσεις μεταξύ πέντε ισοτόπων του ασβεστίου [Improved isotope-shift-based bounds on bosons beyond the Standard Model through measurements of the 2D3/22D5/2 interval in Ca+].

Το Καθιερωμένο Πρότυπο προβλέπει ότι σε πρώτης τάξης προσέγγιση, οι μετατοπίσεις των ισοτόπων θα πρέπει να βρίσκονται σε μια ευθεία γραμμή στο διάγραμμα που ονομάζεται «King», μια συνήθη αναπαράσταση του φαινομένου. Οι μετρήσεις της ομάδας Drewsen ταιριάζουν μ’ αυτή την πρόβλεψη.

Όμως, η ομάδα του Vuletić παρατήρησε αξιοσημείωτη απόκλιση  από την αναμενόμενη γραμμικότητα.  Σύμφωνα με τους ερευνητές μια τέτοια μη-γραμμικότητα υποδηλώνει είτε φυσική πέραν του Καθιερωμένου Προτύπου (πολύ βαρετή έκφραση) με την εμφάνιση ενός νέου μποζονικού φορέα δύναμης, ή θα μπορούσε να εξηγηθεί από μεγαλύτερης τάξης διορθώσεις των πυρηνικών φαινομένων στα πλαίσιο του Καθιερωμένου Προτύπου των στοιχειωδών σωματιδίων.

διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες στο άρθρο με τίτλο : «Hints of Dark Bosons«