Ученые в ближайшее время отправятся на поиски самой загадочной частицы в физике — темного фотона. Эти частицы, как предполагается, могут быть мостом между видимой и невидимой материей. Если ученые сумеют обнаружить эти частицы, то физика, как наука, может измениться.
На данный момент ученые считают, что 85 процентов Вселенной состоит из темной материи. Так как материя темная, ее нельзя осмотреть ни одним инструментом, что создает сложности в изучении. Можно было бы подумать, что темная материя — это выдумка, настоящая пустота, но она взаимодействует с физическими объектами, значит сама имеет некую структуру.
Теперь исследователи считают, что такие свойства темная материя может получать из темных фотонов, которые облегчают взаимодействие видимой и невидимой материи. Эти темные фотоны могут передавать новую, незнакомую силу, похожим образом, что и обычные фотоны света, передающие электромагнитную силу.
«Если воспользоваться метафорой, иначе невозможен диалог между двумя людьми, не говорящими на одном языке (видимой и темной материи) может быть включен посредник (темный Фотон), который понимает один язык и говорит на другом», — поясняет пресс-секретарь Сергей Гниненко из Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН) .
Множество ученых подтверждает данную гипотезу, только есть одна проблема — никто не видел темный фотон, также как и темная материя — только плод некоторых расчетов. Хотя, по словам ЦЕРН, все может измениться, так как международная команда решила поймать фотон.
Проект, получивший название NA64, будет пытаться искать подписи ‘взаимодействия видимой-темной материи’, используя известные концепции сохранения энергии, которые гласят, что полная энергия замкнутой системы остается неизменной (сохраняется) с течением времени.
Общая идея здесь заключается в том, что если команда создает изолированную систему, она может точно измерить количество энергии внутри нее. После создания фотонов от пучков электронов внутри ускорителя частиц, исследователи могут видеть изменения величины энергии, сигнализируя, что что-то невидимое, действующие внутри системы — возможно, является темным фотоном.
Команда объясняет это так: «Пучок электронов, чья начальная энергия известна очень точно, направлен на детектор. Взаимодействия между входящими электронами и атомными ядрами в детекторе будут производить видимые фотоны. Энергия этих фотонов измеряется и должна быть эквивалентна, что и из электронов. Однако, если существуют темные фотоны, они будут бежать в детектор и увлекать за собой значительную часть начальной энергии электронов.»
Исходя из энергетических потерь в процессе эксперимента, команда может установить наличие или отсутствие загадочных фотонов.
Пока в ЦЕРН не сообщают, когда первые результаты эксперимента окажутся в открытом доступе.
