NA64 jagter den mystiske mørke foton

En af de største gåder i fysikken er, at femogfirs procent af sagen i vores univers er "mørk":den interagerer ikke med fotoner fra den konventionelle elektromagnetiske kraft og er derfor usynlig for vores øjne og teleskoper. Selvom mørket stofs sammensætning og oprindelse er et mysterium, vi ved, at den eksisterer, fordi astronomer observerer dens tyngdekraft på almindeligt synligt stof som stjerner og galakser.

Nogle teorier tyder på, at ud over tyngdekraften, mørke stofpartikler kunne interagere med synligt stof gennem en ny kraft, som hidtil er undsluppet afsløring. Ligesom den elektromagnetiske kraft bæres af fotonet, denne mørke kraft menes at blive transmitteret af en partikel kaldet "mørk" foton, som forudsiges at fungere som en mægler mellem synligt og mørkt stof.

"For at bruge en metafor, en ellers umulig dialog mellem to mennesker, der ikke taler samme sprog (synligt og mørkt stof), kan aktiveres af en mægler (den mørke foton), der forstår det ene sprog og taler det andet, "forklarer Sergei Gninenko, talsmand for NA64 -samarbejdet.

CERNs NA64-eksperiment leder efter signaturer af denne synligt-mørke interaktion ved hjælp af et simpelt, men kraftfuldt fysikbegreb:bevarelse af energi. En elektronstråle, hvis oprindelige energi er kendt meget præcist, er rettet mod en detektor. Interaktioner mellem indgående elektroner og atomkerner i detektoren producerer synlige fotoner. Energien af ​​disse fotoner måles, og den skal svare til elektronernes. Imidlertid, hvis de mørke fotoner findes, de vil undslippe detektoren og bære en stor brøkdel af den oprindelige elektronenergi væk.

Derfor, signaturen af ​​den mørke foton er en hændelse registreret i detektoren med en stor mængde "manglende energi", der ikke kan tilskrives en proces, der kun involverer almindelige partikler, giver dermed en stærk antydning af den mørke foton eksistens.

Hvis bekræftet, eksistensen af ​​den mørke foton ville repræsentere et gennembrud i vores forståelse af det mangeårige mysterium om mørkt stof.