by En teoretisk massiv partikel som kallas en “mörk foton” kan hjälpa till att kasta ljus över mörk materias mysterier, den mest mystiska substansen i universum.
Mörk materia är för närvarande ett stort problem för fysiker eftersom den, även om den utgör upp till 85 % av materien i vårt universum, förblir praktiskt taget osynlig. Detta beror på att mörk materia inte interagerar med ljus som den vardagliga materia som utgör den StjärnorPlaneter och till och med våra kroppar gör det. Mörk materia kan endast härledas genom dess interaktioner med Tyngd och dess inflytande på vardagsmateria.
Denna märkliga brist på interaktion med ljus, eller hur elektromagnetisk strålning visar också att mörk materia inte är gjord av Atomer som är sammansatta av partiklar som Protoner Och Neutroner. Detta faktum har fått forskare att söka efter partiklar som kan bestå av mörk materia; Dessa partiklar måste vara 5 till 1 fler än de partiklar som utgör standardmaterial, även kända som baryoner.
Även om mörka fotoner vanligtvis inte anses vara kandidater för själva mörk materia, kan de vara kraftbärare precis som “normala” fotoner. Mer exakt, dessa ljuspartiklar bär den elektromagnetiska kraften. Och om de bär någon form av mörk elektromagnetisk kraft i sig, skulle mörka fotoner kunna fungera som en mellanhand mellan mörk materia och vanlig baryonisk materia. Kanske skulle denna brygga bildas genom en interaktion känd som “kinetisk blandning” med standardfotoner.
I slutändan kan förståelsen av detta gränssnitt i sin tur hjälpa oss att förstå mörk materia.
Relaterad: Astronomer väger forntida galaxers mörka materia för första gången
“Förekomsten av mörk materia är tydligt fastställd av dess gravitationella interaktioner, men dess exakta natur förblir okänd för oss trots de bästa ansträngningarna från fysiker runt om i världen”, säger Anthony Thomas, senior professor i fysik vid University of Adelaide sa i ett uttalande. “Förekomsten av mörk materia är tydligt fastställd av dess gravitationella interaktioner, men dess exakta natur förblir svårfångad för oss trots de bästa ansträngningarna från fysiker runt om i världen.”
Thomas var en del av ett team som studerade hur mörka fotoner potentiellt kan påverka kollisioner mellan partiklar med otroligt höga energier genom att blanda kinetiskt med standardfotoner. Biprodukter som skapas av dessa kollisioner kan ge forskarna en bra bild universum på ultrasmå skalor – mindre än atomens – och vilka fysiska lagar som verkar på dessa nivåer.
“I vår senaste studie undersöker vi den möjliga inverkan som en mörk foton kan ha på de övergripande experimentella resultaten av den djupa oelastiska spridningsprocessen,” sa Thomas.
Oelastisk spridning är resultatet av biljardbollsliknande kollisioner som uppstår när partiklar kolliderar och förändrar systemets kinetiska energi. Detta oelastiska kollisionerDen observerades första gången 1922 i form av röntgenstrålar spridda från ett tunt ark grafit, och kan hjälpa forskare att titta in i det inre av baryonmateria och baryonerna själva genom att studera deras effekter på andra partiklar som t.ex. Elektronermuoner och Neutrinos.
Liknande inlägg:
— Vi har aldrig sett mörk materia och mörk energi. Varför tror vi att de finns?
— Forskare gräver djupt under jorden i hopp om att äntligen kunna observera mörk materia
— En massiv galax utan mörk materia är ett kosmiskt mysterium
Teamet använde ett toppmodernt system för att mäta fördelningen av dessa andra partiklar för att se hur partiklarna består av protoner och neutroner – QuarksAntikvarker och Gluoner – Fördela farten mellan varandra efter en kollision. Ramverket heter Jefferson Lab Angular Momentum (JAM) Parton Distribution Function Global Analysis Framework. Men forskarna modifierade teorin som ligger till grund för detta ramverk för att möjliggöra förekomsten av mörka fotoner.
Denna analys antydde att hypotesen om mörka foton föredrogs framför en hypotes som följer Standardmodell för partikelfysik, som försummar mörka fotoner. Och detta, anser Thomas, med en betydelse som under andra omständigheter skulle vara tillräckligt hög för att tjäna som bevis för upptäckten av en ny partikel.
Även om arbetet faktiskt inte bevisar existensen av den mörka fotonen, begränsar det verkligen parametrarna vid vilka denna partikel kan existera och bidrar till en förståelse för hur starkt den skulle interagera kinetiskt med standardfotoner. För framtida forskning om förekomsten av mörka fotoner, föreslår teamet att förbättra de statistiska analyserna av alla observerbara objekt i systemet som studeras.
Teamets arbete publicerades den 15 september Journal of High Energy Physics.
