Måling af den fine strukturkonstant sætter tvivl om mørke fotonteorier

Et team af forskere fra University of California og Lawrence Berkeley National Laboratory har foretaget en ultrapræcis måling af den fine strukturkonstant, og dermed har fundet beviser for, at der rejser tvivl om mørk fotonteori. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , gruppen beskriver deres måleproces og hvad de fandt ved at bruge den.

Den fine strukturkonstant er et tal, der karakteriserer styrken af ​​kraften ved elektromagnetiske interaktioner mellem ladede partikler, såsom dem, der er involveret i at forhindre elektroner i at rejse uden for deres atomer. Indtil nu, det er blevet afledt ved hjælp af de magnetiske egenskaber ved elektroner og beregninger, der stadig anses for at være teoretiske. Som forskerne bemærker, mere præcise målinger giver mulighed for at teste standardmodellen for partikelfysik. Til det formål, de søgte at måle konstanten ved mere direkte midler.

For at opnå denne bedrift, de målrettede en laser mod cæsium-133 atomer (stofbølgeinterferometri) for at tvinge dem til kvantesuperposition og kiggede derefter nærmere på, hvad der skete mellem dem, da de slappede tilbage til deres naturlige tilstand. Interferensen, der opstod, teamet rapporterer, afslørede den hastighed, hvormed atomerne rejste, da de blev ramt af laseren-de brugte dette tal til at bestemme finstrukturkonstanten. De hævder, at deres arbejde har givet mulighed for at beregne finstrukturkonstanten til bedre end en del pr. Milliard.

Forskerne rapporterer, at det antal, de fastslog, nøje matchede teorien, som giver en vis bekræftelse af teorier, der tyder på, at elektroner ikke består af mindre, ukendte partikler. Men det rejser også tvivl om teorier omkring eksistensen af ​​mørke fotoner.

Mørke fotoner, teorien har foreslået, er partikler næsten identiske med fotoner, men have masse. De kan også interagere med andre partikler. Hvis der kunne findes bevis for deres eksistens, det ville styrke teorier om mørkt stof generelt, fordi teorien om mørkt stof antyder, at de ville være kraftbæreren. På den lyse side, fordi antallet, de hentede, var tæt på det, der blev teoretiseret, men ikke præcis, der er stadig plads til andre partikelteorier til at forklare uoverensstemmelsen.

© 2018 Phys.org