Foton nwa. Chèche envizib la

Yon foton se yon patikil elemantè ki asosye ak limyè. Sepandan, pandan apeprè yon dekad, kèk syantis te kwè te gen sa yo rele yon foton nwa oswa nwa. Pou yon moun òdinè, yon fòmilasyon konsa sanble se yon kontradiksyon nan tèt li. Pou fizisyen, sa fè sans, paske, nan opinyon yo, li mennen nan debouche mistè a nan matyè nwa.

Nouvo analiz done ki soti nan eksperyans akseleratè, sitou rezilta yo BaBar detektèmontre m kote foton nwa li pa kache, sa vle di li eskli zòn kote li pa te jwenn. Eksperyans BaBar, ki te kouri soti nan 1999 pou rive nan 2008 nan SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) nan Menlo Park, Kalifòni, kolekte done ki soti nan kolizyon elektwon ak positron, pozitivman chaje elèktron antiparticules. Pati prensipal la nan eksperyans la, rele PKP-II, te fèt an kolaborasyon ak SLAC, Berkeley Lab, ak Lawrence Livermore National Laboratory. Plis pase 630 fizisyen ki soti nan trèz peyi kolabore sou BaBar nan pik li yo.

Dènye analiz la te itilize apeprè 10% done BaBar ki te anrejistre nan de dènye ane operasyon li yo. Rechèch te konsantre sou jwenn patikil ki pa enkli nan Modèl Estanda Fizik la. Trase ki kapab lakòz yo montre zòn rechèch la (vèt) eksplore nan analiz done BaBar kote pa gen okenn foton nwa yo te jwenn. Grafik la montre tou zòn rechèch pou lòt eksperyans. Ba wouj la montre zòn nan pou tcheke si foton nwa lakòz sa yo rele g-2 anomaliak jaden blan yo te rete san egzamine pou prezans foton nwa. Tablo a tou pran an kont eksperyans NA64fèt nan CERN.

Yon foto. Maximilian Bris/CERN

Tankou yon foton òdinè, yon foton nwa pral transfere fòs elektwomayetik ant patikil matyè nwa. Li ta ka montre tou yon kosyon potansyèlman fèb ak matyè òdinè, sa vle di ke foton nwa ka pwodwi nan kolizyon gwo enèji. Rechèch anvan yo te echwe pou jwenn tras nan li, men foton nwa yo jeneralman yo te sipoze pouri nan elektwon oswa lòt patikil vizib.

Pou yon nouvo etid nan BaBar, yo te konsidere yon senaryo kote yon foton nwa fòme tankou yon foton òdinè nan yon kolizyon elèktron-positron, ak Lè sa a, pouri nan patikil nwa nan matyè envizib detektè a. Nan ka sa a, sèlman yon patikil ka detekte - yon foton òdinè ki pote yon sèten kantite enèji. Se konsa, ekip la te chèche evènman enèji espesifik ki matche ak mas la nan foton nwa a. Li pa jwenn yon frape konsa sou mas 8 GeV yo.

Yuri Kolomensky, yon fizisyen nikleyè nan Laboratwa Berkeley ak yon manm Depatman Fizik nan University of California, Berkeley, te di nan yon lage laprès ke "siyati a nan yon foton nwa nan detektè a pral senp tankou yon sèl segondè- foton enèji ak okenn lòt aktivite." Yon foton sèl emèt pa yon patikil gwo bout bwa ta siyal ke yon elèktron fè kolizyon ak yon positron e ke foton nwa envizib la te dekonpoze nan patikil nwa nan matyè, envizib nan detektè a, manifeste tèt yo nan absans nenpòt lòt enèji ki akonpaye.

Foton nwa a tou postule pou eksplike diferans ki genyen ant pwopriyete yo obsève nan vire muon an ak valè a prevwa pa Modèl Estanda a. Objektif la se mezire pwopriyete sa a ak presizyon ki pi byen li te ye. eksperyans muon g-2fèt nan Fermi National Accelerator Laboratory. Kòm Kolomensky te di, analiz ki sot pase yo nan rezilta yo nan eksperyans BaBar yo lajman "eskli posibilite pou eksplike anomali g-2 an tèm de foton nwa, men sa vle di tou ke yon lòt bagay ap kondwi anomali g-2 la."

Photon nwa a te pwopoze premye an 2008 pa Lottie Ackerman, Matthew R. Buckley, Sean M. Carroll ak Mark Kamionkowski pou eksplike "g-2 anomali" nan eksperyans E821 nan Brookhaven National Laboratory.

pòtal nwa

Eksperyans CERN ki mansyone pi wo a ki rele NA64, ki te fèt nan dènye ane yo, tou echwe pou pou detekte fenomèn ki akonpaye foton nwa yo. Jan yo te rapòte nan yon atik nan "Physical Review Letters", apre yo fin analize done yo, fizisyen ki soti nan Jenèv pa t 'kapab jwenn foton nwa ak mas soti nan 10 GeV a 70 GeV.

Sepandan, lè l te fè kòmantè sou rezilta sa yo, James Beecham nan eksperyans ATLAS te eksprime espwa li ke premye echèk la ta ankouraje ekip ATLAS ak CMS konpetisyon yo pou yo kontinye chèche.

Beecham fè kòmantè nan Physical Review Letters. -

Yo rele yon eksperyans ki sanble ak BaBar nan Japon Klòch IIki espere bay yon santèn fwa plis done pase BaBar.

Dapre ipotèz syantis ki soti nan Enstiti Syans Debaz yo nan Kore di Sid, yo ka eksplike mistè a ante nan relasyon ki genyen ant matyè òdinè ak fènwa lè l sèvi avèk yon modèl pòtal ke yo rekonèt kòm "pòtal axion nwa ». Li baze sou de patikil ipotetik sektè nwa, axion a ak foton nwa a. Pòtal la, jan non an sijere, se yon tranzisyon ant matyè nwa ak fizik enkoni ak sa nou konnen ak konprann. Konekte de mond sa yo se yon foton nwa ki sou lòt bò a, men fizisyen yo di li ka detekte ak enstriman nou yo.

Videyo sou eksperyans NA64 la:

Lachas pou misterye foton nwa a: eksperyans nan NA64