गडद फोटॉन. अदृश्य शोधत आहे

फोटॉन हा प्रकाशाशी संबंधित एक प्राथमिक कण आहे. तथापि, सुमारे एक दशकापर्यंत, काही शास्त्रज्ञांचा असा विश्वास होता की त्यांना गडद किंवा गडद फोटॉन म्हणतात. सामान्य माणसाला, अशी रचना स्वतःमध्येच एक विरोधाभास वाटते. भौतिकशास्त्रज्ञांसाठी, हे अर्थपूर्ण आहे, कारण, त्यांच्या मते, ते गडद पदार्थाचे रहस्य उलगडण्यास प्रवृत्त करते.

प्रवेगक प्रयोगांमधील डेटाचे नवीन विश्लेषण, प्रामुख्याने परिणाम बार डिटेक्टरमला कुठे दाखवा गडद फोटॉन ते लपलेले नाही, म्हणजेच ते जेथे आढळले नाही ते झोन वगळते. 1999 ते 2008 पर्यंत मेनलो पार्क, कॅलिफोर्निया येथील SLAC (स्टॅनफोर्ड लिनियर एक्सीलरेटर सेंटर) येथे चाललेल्या बाबर प्रयोगाने डेटा गोळा केला. पॉझिट्रॉनसह इलेक्ट्रॉनची टक्कर, सकारात्मक चार्ज केलेले इलेक्ट्रॉन प्रतिकण. प्रयोगाचा मुख्य भाग, म्हणतात PKP-II, SLAC, बर्कले लॅब आणि लॉरेन्स लिव्हरमोर नॅशनल लॅबोरेटरी यांच्या सहकार्याने आयोजित केले गेले. तेरा देशांतील 630 हून अधिक भौतिकशास्त्रज्ञांनी बाबरच्या शिखरावर सहकार्य केले.

नवीनतम विश्लेषणात BaBar च्या मागील दोन वर्षांच्या ऑपरेशनमध्ये रेकॉर्ड केलेल्या डेटापैकी सुमारे 10% डेटा वापरला गेला. संशोधनाने भौतिकशास्त्राच्या मानक मॉडेलमध्ये समाविष्ट नसलेले कण शोधण्यावर लक्ष केंद्रित केले आहे. परिणामी आलेख BaBar डेटा विश्लेषणामध्ये शोधलेला शोध क्षेत्र (हिरवा) दर्शवितो जेथे गडद फोटॉन आढळले नाहीत. आलेख इतर प्रयोगांसाठी शोध क्षेत्रे देखील दर्शवितो. गडद फोटॉनमुळे तथाकथित होतो की नाही हे तपासण्यासाठी लाल पट्टी क्षेत्र दर्शवते g-2 विसंगतीआणि गडद फोटॉनच्या उपस्थितीसाठी पांढरे क्षेत्र तपासले गेले नाही. चार्ट देखील खात्यात घेते NA64 प्रयोगCERN येथे केले.

छायाचित्र. Maximilian Bris/CERN

सामान्य फोटॉनप्रमाणे, गडद फोटॉन गडद पदार्थाच्या कणांमध्ये इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक बल हस्तांतरित करेल. हे सामान्य पदार्थासह संभाव्य कमकुवत बंधन देखील दर्शवू शकते, याचा अर्थ असा की गडद फोटॉन उच्च-ऊर्जा टक्करमध्ये तयार केले जाऊ शकतात. पूर्वीचे शोध हे शोधण्यात अयशस्वी झाले आहेत, परंतु गडद फोटॉन सामान्यतः इलेक्ट्रॉन किंवा इतर दृश्यमान कणांमध्ये क्षय झाल्याचे गृहित धरले गेले आहे.

बाबर येथील नवीन अभ्यासासाठी, एका परिस्थितीचा विचार केला गेला ज्यामध्ये इलेक्ट्रॉन-पॉझिट्रॉनच्या टक्करमध्ये सामान्य फोटॉनप्रमाणे काळा फोटॉन तयार होतो आणि नंतर डिटेक्टरला अदृश्य असलेल्या पदार्थाच्या गडद कणांमध्ये क्षय होतो. या प्रकरणात, फक्त एक कण शोधला जाऊ शकतो - विशिष्ट प्रमाणात ऊर्जा वाहून नेणारा एक सामान्य फोटॉन. म्हणून संघाने गडद फोटॉनच्या वस्तुमानाशी जुळणार्‍या विशिष्ट ऊर्जा घटनांचा शोध घेतला. त्याला 8 GeV जनतेवर असा फटका दिसला नाही.

बर्कले लॅबमधील आण्विक भौतिकशास्त्रज्ञ आणि कॅलिफोर्निया विद्यापीठ, बर्कले येथील भौतिकशास्त्र विभागाचे सदस्य युरी कोलोमेन्स्की यांनी एका प्रसिद्धीपत्रकात म्हटले आहे की "डिटेक्टरमधील गडद फोटॉनची स्वाक्षरी एक उच्च- ऊर्जा फोटॉन आणि इतर कोणतीही क्रिया नाही." एका तुळईच्या कणाने उत्सर्जित केलेला एकच फोटॉन पॉझिट्रॉनशी इलेक्ट्रॉन आदळल्याचे संकेत देईल आणि अदृश्य गडद फोटॉन पदार्थाच्या गडद कणांमध्ये विघटित झाला आहे, डिटेक्टरला अदृश्य आहे, इतर कोणत्याही सोबत असलेल्या उर्जेच्या अनुपस्थितीत स्वतःला प्रकट करतो.

म्युऑन स्पिनचे निरीक्षण केलेले गुणधर्म आणि स्टँडर्ड मॉडेलने वर्तवलेले मूल्य यांच्यातील तफावत स्पष्ट करण्यासाठी गडद फोटॉन देखील मांडला जातो. या मालमत्तेचे सर्वोत्तम ज्ञात अचूकतेने मोजमाप करणे हे ध्येय आहे. muon प्रयोग g-2फर्मी राष्ट्रीय प्रवेगक प्रयोगशाळेत आयोजित. कोलोमेन्स्कीने म्हटल्याप्रमाणे, बाबर प्रयोगाच्या परिणामांच्या अलीकडील विश्लेषणांनी मोठ्या प्रमाणावर "जी-2 विसंगती गडद फोटॉन्सच्या संदर्भात स्पष्ट करण्याची शक्यता नाकारली आहे, परंतु याचा अर्थ असा आहे की आणखी काहीतरी जी-2 विसंगती चालवित आहे."

ब्रूकहेव्हन नॅशनल लॅबोरेटरी येथे E2008 प्रयोगात "g-2 विसंगती" स्पष्ट करण्यासाठी 821 मध्ये प्रथम गडद फोटॉनचा प्रस्ताव लॉटी अकरमन, मॅथ्यू आर. बकले, सीन एम. कॅरोल आणि मार्क कामिओन्कोव्स्की यांनी मांडला होता.

गडद पोर्टल

NA64 नावाचा उपरोक्त CERN प्रयोग, अलिकडच्या वर्षांत केला गेला, तो गडद फोटॉनसह असलेल्या घटना शोधण्यात देखील अयशस्वी ठरला. "फिजिकल रिव्ह्यू लेटर्स" मधील लेखात नोंदवल्याप्रमाणे, डेटाचे विश्लेषण केल्यानंतर, जिनिव्हातील भौतिकशास्त्रज्ञांना 10 GeV ते 70 GeV पर्यंतच्या वस्तुमानासह गडद फोटॉन सापडले नाहीत.

तथापि, या परिणामांवर भाष्य करताना, ATLAS प्रयोगाचे जेम्स बीचम यांनी आशा व्यक्त केली की प्रथम अपयश प्रतिस्पर्धी ATLAS आणि CMS संघांना शोधत राहण्यास प्रोत्साहित करेल.

बीचम यांनी फिजिकल रिव्ह्यू लेटर्समध्ये टिप्पणी केली. -

जपानमधील बाबरसारखाच प्रयोग म्हणतात बेल IIजे BaBar पेक्षा शंभरपट जास्त डेटा देईल अशी अपेक्षा आहे.

दक्षिण कोरियातील इन्स्टिट्यूट ऑफ बेसिक सायन्सेसच्या शास्त्रज्ञांच्या गृहीतकानुसार, सामान्य पदार्थ आणि अंधार यांच्यातील संबंधांचे गूढ रहस्य "" म्हणून ओळखले जाणारे पोर्टल मॉडेल वापरून स्पष्ट केले जाऊ शकते.गडद axion पोर्टल ». हे दोन काल्पनिक गडद क्षेत्र कणांवर आधारित आहे, अक्ष आणि गडद फोटॉन. पोर्टल, नावाप्रमाणेच, गडद पदार्थ आणि अज्ञात भौतिकशास्त्र आणि आपल्याला काय माहित आणि समजते यामधील संक्रमण आहे. या दोन जगांना जोडणारा गडद फोटॉन आहे जो दुसर्‍या बाजूला आहे, परंतु भौतिकशास्त्रज्ञ म्हणतात की ते आपल्या उपकरणांद्वारे शोधले जाऊ शकते.

NA64 प्रयोगाबद्दल व्हिडिओ:

रहस्यमय गडद फोटोनसाठी शिकार: NA64 प्रयोग