गाढा फोटोन। अदृश्यको खोजीमा

फोटोन प्रकाशसँग सम्बन्धित प्राथमिक कण हो। यद्यपि, करिब एक दशकको लागि, केही वैज्ञानिकहरूले विश्वास गरे कि त्यहाँ उनीहरूलाई अँध्यारो वा अँध्यारो फोटोन भनिन्छ। एक साधारण व्यक्तिको लागि, यस्तो रचना आफैमा एक विरोधाभास जस्तो देखिन्छ। भौतिकशास्त्रीहरूको लागि, यो अर्थपूर्ण छ, किनभने, तिनीहरूको विचारमा, यसले अँध्यारो पदार्थको रहस्यलाई उजागर गर्दछ।

एक्सेलेरेटर प्रयोगहरूबाट डाटाको नयाँ विश्लेषणहरू, मुख्य रूपमा परिणामहरू BaBar डिटेक्टरमलाई कहाँ देखाउनुहोस् गाढा फोटोन यो लुकेको छैन, अर्थात् यो फेला परेन जहाँ क्षेत्रहरू समावेश गर्दछ। क्यालिफोर्नियाको मेन्लो पार्कमा रहेको SLAC (Stanford Linear Accelerator Centre) मा सन् १९९९ देखि २००८ सम्म चलेको BaBar प्रयोगले डाटा संकलन गरेको थियो। पोजिट्रोनसँग इलेक्ट्रोनहरूको टक्कर, सकारात्मक चार्ज इलेक्ट्रोन antiparticles। प्रयोगको मुख्य भाग, भनिन्छ PKP-II, SLAC, Berkeley Lab, र Lawrence Livermore National Laboratory सँगको सहकार्यमा सञ्चालन गरिएको थियो। तेह्र देशका ६३० भन्दा बढी भौतिकशास्त्रीहरूले बाबरको शिखरमा सहकार्य गरेका थिए।

पछिल्लो विश्लेषणले यसको पछिल्लो दुई वर्षको सञ्चालनमा रेकर्ड गरिएको BaBar को लगभग 10% डाटा प्रयोग गरेको छ। अनुसन्धानले भौतिक विज्ञानको मानक मोडेलमा समावेश नगरिएका कणहरू फेला पार्नमा केन्द्रित छ। नतिजा प्लटले BaBar डेटा विश्लेषणमा अन्वेषण गरिएको खोज क्षेत्र (हरियो) देखाउँछ जहाँ कुनै अँध्यारो फोटोनहरू फेला परेनन्। ग्राफले अन्य प्रयोगहरूको लागि खोज क्षेत्रहरू पनि देखाउँछ। रातो पट्टीले गाढा फोटोनहरूले तथाकथित कारणले गर्दा जाँच गर्नको लागि क्षेत्र देखाउँछ g-2 विसंगतिर सेतो क्षेत्रहरू अँध्यारो फोटनको उपस्थितिको लागि जाँच नगरी रह्यो। चार्ट पनि खातामा लिन्छ प्रयोग NA64CERN मा बनाइएको।

एउटा फोटो। Maximilian Bris/CERN

एक साधारण फोटोन जस्तै, एक गाढा फोटोनले अँध्यारो पदार्थ कणहरू बीच विद्युत चुम्बकीय बल स्थानान्तरण गर्नेछ। यसले सामान्य पदार्थसँग सम्भावित रूपमा कमजोर बन्धन पनि देखाउन सक्छ, यसको अर्थ उच्च-ऊर्जा टक्करहरूमा गाढा फोटोनहरू उत्पादन गर्न सकिन्छ। अघिल्लो खोजहरूले यसको निशानहरू फेला पार्न असफल भएका छन्, तर अँध्यारो फोटोनहरू सामान्यतया इलेक्ट्रोन वा अन्य दृश्यात्मक कणहरूमा क्षय भएको मानिन्छ।

BaBar मा नयाँ अध्ययनको लागि, एउटा परिदृश्य विचार गरियो जसमा इलेक्ट्रोन-पोजिट्रोन टक्करमा कालो फोटोन सामान्य फोटोन जस्तै बनाइन्छ, र त्यसपछि डिटेक्टरमा अदृश्य पदार्थको कालो कणहरूमा क्षय हुन्छ। यस अवस्थामा, केवल एक कण पत्ता लगाउन सकिन्छ - एक निश्चित मात्रामा ऊर्जा बोक्ने एक साधारण फोटोन। त्यसोभए टोलीले विशेष ऊर्जा घटनाहरू खोज्यो जुन अँध्यारो फोटोनको द्रव्यमानसँग मेल खान्छ। उसले 8 GeV मासमा त्यस्तो हिट फेला पारेन।

बर्कले ल्याबका आणविक भौतिकशास्त्री र क्यालिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कलेको भौतिकशास्त्र विभागका सदस्य युरी कोलोमेन्स्कीले एक प्रेस विज्ञप्तिमा भनेका छन्, "डिटेक्टरमा गाढा फोटोनको हस्ताक्षर एक उच्च-जत्तिकै सरल हुनेछ। ऊर्जा फोटोन र कुनै अन्य गतिविधि छैन।" किरण कण द्वारा उत्सर्जित एकल फोटोनले संकेत गर्दछ कि एक इलेक्ट्रोन पोजिट्रोनसँग टक्कर भयो र अदृश्य अँध्यारो फोटोन पदार्थको कालो कणहरूमा क्षय भएको थियो, डिटेक्टरलाई अदृश्य, कुनै अन्य सँगै उर्जाको अभावमा आफूलाई प्रकट गर्दछ।

गाढा फोटानलाई म्युओन स्पिनको अवलोकन गरिएका गुणहरू र मानक मोडेलले भविष्यवाणी गरेको मान बीचको भिन्नताको व्याख्या गर्न पनि पोष्टुलेट गरिएको छ। लक्ष्य भनेको यस सम्पत्तीलाई उत्तम ज्ञात शुद्धताको साथ मापन गर्नु हो। muon प्रयोग जी-2फर्मी राष्ट्रिय गतिवर्धक प्रयोगशालामा आयोजित। कोलोमेन्स्कीले भनेझैं, BaBar प्रयोगको नतिजाहरूको भर्खरको विश्लेषणहरूले ठूलो मात्रामा "गाढा फोटानको सन्दर्भमा G-2 विसंगतिको व्याख्या गर्ने सम्भावनालाई अस्वीकार गर्दछ, तर यसको अर्थ यो पनि हो कि अरूले G-2 विसंगतिलाई ड्राइभ गरिरहेको छ।"

डार्क फोटोन पहिलो पटक 2008 मा Lottie Ackerman, Matthew R. Buckley, Sean M. Carroll र Mark Kamionkowski द्वारा प्रस्ताव गरिएको थियो "g-2 विसंगति" को व्याख्या गर्न को लागी E821 ब्रुकहाभेन राष्ट्रिय प्रयोगशालामा।

अँध्यारो पोर्टल

हालैका वर्षहरूमा गरिएको NA64 भनिने माथि उल्लिखित CERN प्रयोगले पनि अँध्यारो फोटोनहरूसँग हुने घटना पत्ता लगाउन असफल भयो। "भौतिक समीक्षा पत्रहरू" मा लेखिएको अनुसार, डाटा विश्लेषण गरेपछि, जेनेभाका भौतिकशास्त्रीहरूले 10 GeV र 70 GeV बीचको द्रव्यमान भएको कालो फोटोनहरू फेला पार्न सकेनन्।

यद्यपि, यी नतिजाहरूमा टिप्पणी गर्दै, ATLAS प्रयोगका जेम्स बिचमले आफ्नो आशा व्यक्त गरे कि पहिलो असफलताले प्रतिस्पर्धी ATLAS र CMS टोलीहरूलाई हेरिरहन प्रोत्साहित गर्नेछ।

बिचमले भौतिक समीक्षा पत्रहरूमा टिप्पणी गरे। -

जापानमा बाबर जस्तै प्रयोग भनिन्छ बेल IIजसले बाबरको तुलनामा सय गुणा बढी डाटा दिने अपेक्षा गरिएको छ ।

दक्षिण कोरियाको आधारभूत विज्ञान संस्थानका वैज्ञानिकहरूको परिकल्पना अनुसार, साधारण पदार्थ र अँध्यारो बीचको सम्बन्धको डरलाग्दो रहस्यलाई पोर्टल मोडेल प्रयोग गरेर व्याख्या गर्न सकिन्छ "डार्क एक्सियन पोर्टल »। यो दुई काल्पनिक गाढा क्षेत्र कण, एक्सियन र गाढा फोटोन मा आधारित छ। पोर्टल, नामले सुझाव दिन्छ, अँध्यारो पदार्थ र अज्ञात भौतिक विज्ञान र हामीले के थाहा र बुझ्छौं बीचको संक्रमण हो। यी दुई संसारलाई जोड्नु भनेको अर्को छेउमा रहेको अँध्यारो फोटोन हो, तर भौतिकशास्त्रीहरू भन्छन् कि यसलाई हाम्रा उपकरणहरूले पत्ता लगाउन सकिन्छ।

NA64 प्रयोग बारे भिडियो:

रहस्यमय गाढा फोटोनको लागि शिकार: NA64 प्रयोग