| temný foton | |
|---|---|
| Sloučenina | Elementární částice |
| Rodina | boson |
| Účastní se interakcí | gravitace |
| Postavení | Hypotetický |
| Hmotnost | 0 |
| Teoreticky oprávněné | V roce 2008 Lottie Ackerman, Matthew Buckley, Sean Carroll a Mark Kamionkowski |
| Po kom nebo co je pojmenováno | Temná hmota a foton |
| kvantová čísla | |
| Roztočit | 1 h |
Temný foton je hypotetická elementární částice , předpokládaný nositel nové fundamentální interakce , obdoba fotonů pro temnou hmotu [1] [2] . Spolu s gravitací může být „prostředníkem“ mezi běžnou a temnou hmotou a umožňuje jim vzájemnou interakci [3] . Teoreticky lze tmavé fotony detekovat díky jejich možnému smíchání s běžnými fotony a v důsledku toho vlivu na interakci známých částic [2] .
Tmavé fotony navrhli v roce 2008 Lottie Ackerman, Matthew Buckley, Sean Carroll a Mark Kamionkowski jako nosiče nového pole měřidla U(1) s dlouhým dosahem , „temného elektromagnetismu“, který ovlivňuje temnou hmotu. Stejně jako běžné fotony jsou temné fotony částice bez hmotnosti [4] .
Tmavé fotony byly citovány jako možná příčina takzvané " g −2" anomálie pozorované v experimentu E821 v Brookhaven National Laboratory [5] . Několik následujících experimentů však z velké části vyloučilo tmavé fotony jako příčinu anomálie, včetně experimentu s detektorem PHENIX na relativistickém srážeči RHIC v Brookhavenu [2] . Očekává se, že nový experiment Muon g-2 ve Fermilabu dosáhne čtyřikrát lepší přesnosti měření než experiment Brookhwein [6] .
Obecněji, temný foton je jakýkoli spin-1 boson , který patří do nového pole měřidla U(1). Jinými slovy, je to jakákoli nová přírodní síla, která vzniká v rámci teoretického rozšíření Standardního modelu a chová se jako elektromagnetická síla . Tyto modely často zahrnují nestabilní nebo nenulový tmavý foton, který se rychle rozpadá na jiné částice, jako jsou elektron-pozitronové páry . Může také přímo interagovat se známými částicemi, konkrétně elektrony nebo miony , pokud tyto částice nesou náboj spojený s výše uvedenou novou interakcí.
V březnu 2016 schválila Evropská organizace pro jaderný výzkum (CERN) návrh experimentu NA64 na urychlovači SPS , který vyvinuli vědci z Ústavu pro jaderný výzkum Ruské akademie věd ( Moskva ) a Ústavu fyziky vysokých energií. (Protvino). [7]
Sergej Gninenko, jeden z vedoucích experimentu na hledání temných fotonů v CERNu, vysvětluje podstatu experimentu následovně [7] :
Pokud existují skryté fotony, mohly by být produkovány rozptylem vysokoenergetických elektronů v aktivním celkovém absorpčním cíli. A to by se stalo díky kvantovému efektu smíchání s obyčejným fotonem brzdného záření emitovaného elektrony v poli jádra. Protože temné fotony interagují s běžnou hmotou velmi slabě, pronikly by do cíle a odnesly by významnou část energie paprsku z detektoru. Indikací existence temných fotonů by byla detekce událostí s velkou, více než 50% chybějící energií. Takové události jsou extrémně vzácné. Jejich podíl je menší než 1:100 000 000 000 na jednu standardní elektronovou interakci v terčiSergej Gniněnko
První část experimentu byla provedena na jaře 2017, druhá je naplánována na září až říjen 2017.