CERN’in Kompakt Müon Solenoidi (CMS) deneyi üzerinde çalışan bilim insanları, yayınlanan Karanlık foton olarak bilinen uzun ömürlü egzotik bir parçacık arayışındaki en son veriler.
Karanlık fotonlar (aynı zamanda gizli fotonlar olarak da adlandırılır), kütleye sahip oldukları düşünülmesi bakımından normal fotonlardan (ışık parçacıklarından) farklıdır ve bu da onları karanlık maddeyi açıklamak için başlıca aday haline getirir. Karanlık madde, uzayda yalnızca gözlemlenen görünmez şeyleri tanımlayan kapsamlı bir terimdir. yerçekimi etkileriancak hiçbir zaman doğrudan tespit edilmedi ve kimse gerçekte ne olduğundan emin değil.
CMS’deki fizikçiler bunu değiştirmeye çalışıyor. CERN’deki diğer deneylerde üretilen parçacıklar gibi, varsayımsal karanlık fotonlar da başka bir parçacığın, 1960’larda önerilen ve Higgs bozonunun bozunması sonucu üretilecekti. ünlü olarak gözlemlendi Higgs bozonlarının karanlık fotonlara, onların da daha sonra yer değiştirmiş müonlara bozunacağı düşünülüyor. CMS İşbirliği, bu sürecin gerçekleşeceği parametreleri kısıtlamak için çalışıyor.
CERN’in Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, önceki çalışmalarına göre daha büyük parçacık çarpışma kapasitesiyle üçüncü çalışmasına Temmuz 2022’de başladı. Bu, ilginç çarpışmaları tespit eden CMS deneyinin algoritmasının (veya “tetikleyicinin”), incelenecek daha fazla olaya sahip olduğu ve dolayısıyla karanlık fotonlardan kaynaklanan yer değiştirmiş müonları tespit etmek için daha fazla fırsata sahip olduğu anlamına gelir.
CMS deneyinden Juliette Alimena, “Yer değiştiren müonları tetikleme yeteneğimizi gerçekten geliştirdik” dedi. ifade. “Bu, çarpışma noktasından birkaç yüz mikrometreden birkaç metreye kadar değişen mesafelerde yer değiştiren müonlarla eskisinden çok daha fazla olay toplamamıza olanak tanıyor. Bu iyileştirmeler sayesinde, eğer karanlık fotonlar varsa, CMS’nin bunları bulma olasılığı artık çok daha yüksek.”
Karanlık fotonların parçacık standartlarına göre uzun ömürlü olduğu kabul edilir: saniyenin milyarda birinin onda biri kadar bir süre boyunca var olurlar. Uzun ömürlü olmalarına rağmen fark edilmeleri zordur; bu yüzden henüz kimse bunu yapmamıştır. Aslında karanlık foton arayışı yıllardır sürüyor. Fizikçi James Beacham, “Karanlık foton aramaları aynı anda basit ve zorludur” 2018’de Gizmodo’ya söyledi. “Konsept deneysel aramaları tasarlamayı kolaylaştıracak kadar genel ve basit olduğu için basit, ancak gerçekten hiçbir fikrimiz olmadığı için zorlayıcıdır. Neresi parametre uzayında karanlık foton yaşayabilir.”
Bazı bilim insanları Küçük aynalar kullanarak karanlık maddeyi aramakdiğerleri bunu yapmaya çalışırken frekansını bir “karanlık madde radyosu” ile ayarlayın. CMS’de fizikçiler, müon çiftlerine bozunan parçacıkları tespit etmeye çalışıyor.
CMS’ye destek olarak Büyük Hadron Çarpıştırıcısı yakında yükseltilecek. Yaklaşan Yüksek Parlaklık-LHC tesisin parlaklığını 10 kat artıracak ve fizikçilerin üzerinde çalışması gereken Higgs bozonlarının sayısını büyüklük sırasına göre artıracak. HL-LHC’nin 2029 yılına kadar çalışmaya hazır olması bekleniyor. Bu arada LHC’nin Run 3’ü 2026 yılına kadar devam edecek.
Çarpıştırıcıdan gelen veriler yeni atom altı parçacıklar üretmeye devam ediyor sorgulamak için, ancak evrenin karanlık maddesinden sorumlu olduğu varsayılan bazıları yakalanması zor. En azından şimdilik.
Daha fazla: Higgs Bozonundan 10 Yıl Sonra Fizikte Bir Sonraki Büyük Şey Ne Olacak?
