В ЦЕРН началась охота на загадочные «тёмные фотоны»

Около 85 процентов материи в нашей Вселенной невидимы. Учёные называют это вещество «тёмной материей», так как оно никак не взаимодействует с фотонами и электромагнитными волнами. Присутствие тёмной материи выдаёт лишь гравитационный эффект, благодаря которому современная наука вообще знает о её существовании. Ведущие физики ЦЕРН поставили перед собой задачу обнаружить так называемый тёмный фотон, гипотетическую элементарную частицу, предположительно являющуюся аналогом фотонов для тёмной материи.


Наряду с гравитацией тёмные фотоны могут оказаться посредниками между обычной и тёмной материей, тем самым связующим звеном, которое позволит учёным понять, что собой представляет это загадочное вещество. Концепция тёмного фотона была впервые предложена в 2008 году физиками Лотти Акерманом, Мэттью Бакли, Марком Камионковским и Шоном Кэроллом. Подобно обычным фотонам тёмные фотоны являются безмассовыми частицами. В более общем смысле, тёмным фотоном является любой бозон со спином 1, относящийся к новому U(1)-калибровочному полю.


«Если прибегнуть к метафоре, можно представить себе двух людей, говорящих на разных языках (видимая и тёмная материя), которым очень нужен посредник (тёмный фотон), понимающий оба языка», — объяснил журналистам сотрудник ЦЕРН Сергей Гниненко.

Эксперимент получил название NA64. Суть его заключается в том, что кольцевой ускоритель Super Proton Synchrotron испустит пучок электронов с заранее известным зарядом в направлении детектора. Взаимодействие между электронами и атомами внутри детектора создаст видимые фотоны. Если тёмные фотоны существуют, они попытаются покинуть детектор и вычтутся из первоначальной энергии электронов согласно закону сохранения энергии. Именно в этот момент учёным станет понятно: верна ли была их теория касательно этих таинственных частиц. Хотя, чтобы на 100% убедиться в правильности теории, специалистам ЦЕРН предстоит ещё немало работать. Результаты эксперимента будут опубликованы тогда, когда учёные убедятся, что у них действительно есть весомые доказательства их правоты.