tutkimus

Mikä on "tumma fotoni" ja miksi fyysikot alkoivat etsiä niitä uudelleen

Äskettäin tiedon määräkoko universumimme muodostavien elementaaristen hiukkasten ominaisuudet ja rakenne ovat kasvaneet merkittävästi. Tämä antoi tiedemiehille mahdollisuuden oppia lisää maailman rakenteesta. Kuitenkin yksi asia vielä koittaa heitä: tummaa ainetta. Sen läsnäolo vahvistetaan teoreettisilla laskelmilla, ja jopa on olemassa todisteita siitä, että sen pitäisi olla olemassa. Mutta "näe" alkeisosake, jonka pimeä aine koostuu, on toistaiseksi epäonnistunut. CERNin (Euroopan ydintutkimusjärjestön) fyysikot viittaavat kuitenkin siihen, että niin sanotun "tumman fotonin" pitäisi olla pimeän aineen "perusta". Ja tutkijat ovat alkaneet hakua.

Mikä on pimeä aine?

Tumma aine ei ole niin kutsuttu, koskaettä se on musta. Tämä on abstrakti käsite, joka viittaa siihen, että tämä aineen muoto ei tuota sähkömagneettista säteilyä. Toisin sanoen yksinkertaisissa termeissä hiukkasia, joista se koostuu, ei ole kiinnitetty millään olemassa olevalla visuaalisen havainnointivälineen avulla. Oletukset pimeän aineen olemassaolosta tehdään astrofyysisten kohteiden lukuisten laskelmien ja havaintojen perusteella niiden aiheuttamista gravitaatiovaikutuksista. Karkeasti sanottuna, jos "laitamme" kohteen käyttäytymiseen kaikki meille tunnettuja ja näkyviä elementaarisia hiukkasia, "jotain jää väliin". Ja tätä "jotakin", joka ei ollut meille nähtävissä, mutta joka vaikutti painovoimaan, kutsuttiin pimeäksi aineeksi.

Miten löytää pimeää ainetta?

Kysymys on jo CERN-fysiikastamonta vuotta peräkkäin. Yksi hypoteesi on, että tumma aine koostuu elementeistä, jotka ovat vuorovaikutuksessa keskenään ja aineen näkyvän osan kanssa hiukkasilla, joita kutsutaan ”tummiksi fotoneiksi”. Tumman aineen "tumma fotonit" ovat samat kuin tavalliset fotonit ovat todellisessa maailmassa - alkeellisissa hiukkasissa. Vain täällä emme voi nähdä niitä.

Tämä on mielenkiintoista: Miksi tiedemiehet eivät pysty havaitsemaan pimeää ainetta?

Kuitenkin osana kokeiden sarjaa NA64 vuonna 2016 -Vuonna 2018 tutkijat yrittivät vahvistaa hypoteesit tummien fotonien olemassaolosta. Näiden testien aikana energiapalkki puhkesi superproton-kiihdyttimessä (SPS). Oletettiin, että tumma fotoni voitaisiin havaita energialla, jonka se "ottaa itselleen" räjähdyksen jälkeen. Silloin ei ollut mahdollista oppia mitään konkreettista, mutta nyt, kun analysoitiin käytettävissä olevat tiedot, tutkijat päättelivät, että tummilla fotoneilla voi olla paljon heikompi yhteisvaikutuksen voima kuin odotetaan. Karkeasti pimeässä fotonissa on "otettava" useita tuhansia kertoja vähemmän energiaa räjähdyksessä, kun taas tiedemiehet yksinkertaisesti "etsivät sitä muilla taajuuksilla". Siksi CERN: n fyysikot aikovat nyt toistaa useita kokeita tarkempien välineiden avulla.

Uusien anturien luominen on saatettava loppuun2021. Ehkäpä sitten saamme vahvistuksen pimeän aineen olemassaolosta. Jotta tämä hetki ei menettäisi, suosittelemme, että tilaat uutiskirjeen Telegramissa. Joten huomaat uutiset ensimmäisenä.

Facebook -ilmoitus EU: lle! Sinun täytyy kirjautua sisään nähdäksesi ja julkaistaksesi FB -kommentteja!