Büyük Hadron Çarpıştırıcısının gücü arttıkça fizikçiler karanlık fotonları araştırıyor

CERN'in Kompakt Müon Solenoidi (CMS) deneyi üzerinde çalışan bilim adamları. yayınlanan Karanlık foton olarak bilinen tuhaf, uzun ömürlü bir parçacık arayışındaki en son veriler.

Karanlık fotonlar (aynı zamanda gizli fotonlar olarak da adlandırılır), sıradan fotonlardan (ışık parçacıkları) farklıdır; çünkü kütleye sahip oldukları düşünülür ve bu da onları karanlık maddeyi açıklamak için başlıca aday yapar. Karanlık madde, uzayda yalnızca gözlemlenen, görünüşte görünmez nesneleri tanımlayan bir şemsiye terimdir. Yerçekimi etkileriAncak doğrudan keşfedilmedi ve hiç kimse bunun gerçekliğinden 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 not edildi 2012'de Higgs bozonlarının karanlık fotonlara, onların da yer değiştirmiş müonlara bozunacağı düşünülüyor. CMS işbirliği, bu sürecin gerçekleşeceği parametreleri kısıtlar.

CERN'in Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, önceki operasyonlarına göre daha yüksek parçacık çarpışma kapasitesiyle üçüncü çalışmasına Temmuz 2022'de başladı. Bu, ilginç çarpışmaları tespit eden CMS deneyinin algoritmasının (veya 'tetikleyicisinin') incelenecek daha fazla olaya sahip olduğu ve dolayısıyla karanlık fotonlar tarafından üretilen yer değiştirmiş müonları tespit etmek için daha fazla fırsata sahip olduğu anlamına gelir.

CMS deneyinden Juliette Alemena bir çalışmada “Aslında yer değiştiren müonları uyarma yeteneğimizi geliştirdik” dedi. ifade. “Bu, çarpma noktasından birkaç yüz mikrometreden birkaç metreye kadar değişen mesafelerde yer değiştiren müonları kullanarak eskisinden çok daha fazla olayı toplamamıza olanak tanıyor. Bu iyileştirmeler sayesinde, eğer karanlık fotonlar mevcutsa, CMS'nin bunları bulma olasılığı artık daha yüksek” .”

Karanlık fotonlar, parçacık standartlarına göre uzun ömürlüdür: saniyenin milyarda birinin onda biri kadar bir süre boyunca var olurlar. Uzun ömürlü olmalarına rağmen tespit edilmeleri zordur, bu yüzden henüz kimse bunu yapmamıştır. Aslında karanlık foton arayışı uzun yıllardır devam ediyor. Fizikçi James Beecham, “Karanlık fotonun araştırılması hem basit hem de karmaşık” diyor. 2018'de Gizmodo'ya söyledi. “Konsept deneysel aramalar tasarlamayı kolaylaştıracak kadar genel ve basit olduğu için basit, ancak hiçbir fikrimiz olmadığı için zorlayıcıdır. Neresi “Uzayı değiştirirken karanlık bir foton hayatta kalabilir.”

Bazı alimler Küçük aynalar kullanarak karanlık maddeyi aramakDiğerleri çabalarken Karanlık Madde Radyosunu kullanarak frekansını ayarlayın. CMS'de fizikçiler, müon çiftlerine bozunan parçacıkları tespit etmeye çalışıyorlar.

CMS geliştirmesinin bir parçası olarak Büyük Hadron Çarpıştırıcısı yakında yükseltilecek. Sonraki Yüksek Parlaklık Çarpıştırıcısı (LHC). Tesisin parlaklığını 10 kat artıracak ve fizikçilerin incelemek zorunda olduğu Higgs bozonlarının sayısını büyüklük sırasına göre artıracak. Büyük Hadron Çarpıştırıcısının (HL-LHC) 2029 yılında faaliyete geçmesi bekleniyor. LHC'nin üçüncü çalışması ise 2026 yılına kadar devam edecek.

Çarpıştırıcıdan gelen veriler Yeni atom altı parçacıklar üretmeye devam ediyor Onları sorgulamak mümkün ama evrenin karanlık maddesinden sorumlu olduğu düşünülen bazı kişiler hala belirsizliğini koruyor. En azından şimdilik.

Daha: Higgs bozonunun ortaya çıkışından 10 yıl sonra fizikteki bir sonraki büyük gelişme ne olacak?