Fyzici môžu mať prvé experimentálne dôkazy o novom type temného bozónu

(cokada/iStock/Getty Images)

Dva experimenty pátrajúce po šepot častice, ktorá bráni rozletu celých galaxií, nedávno zverejnili niektoré protichodné výsledky. Jeden prišiel s prázdnymi rukami, zatiaľ čo druhý nám dáva dôvod pokračovať v hľadaní.

Tmavý bozónytemná hmota kandidátov založených na časticiach prenášajúcich silu, ktoré v skutočnosti neobsahujú veľkú silu.

Na rozdiel od bozónov, ktoré poznáme viac, ako sú fotóny, ktoré viažu molekuly a gluóny, ktoré držia atómové jadrá pohromade, by výmena tmavých bozónov sotva ovplyvnila ich bezprostredné okolie.



Na druhej strane, ak by existovali, ich kolektívna energia by mohla byť zodpovedná za vytvorenie temnej hmoty - chýbajúcej hmoty, ktorá poskytuje extra gravitáciu potrebnú na udržanie nášho vesmíru hviezd v ich známych formáciách.

Bohužiaľ, prítomnosť takýchto bozónov by bola zistiteľná asi ako šumenie v búrke. Fyzikovi však môže stačiť šelest, aby bol stále viditeľný pri správnom druhu experimentu.

Tieto dve štúdie – jednu viedli výskumníci z Massachusettského technologického inštitútu (MIT), druhú Aarhus University v Dánsku – hľadali jemné rozdiely v umiestnení elektrónu v izotope pri preskakovaní medzi energetickými úrovňami. Ak sa kýval, mohlo by to byť jasným znamením tmy bozón šťuchnutie.

Tento bozón by teoreticky pochádzal z interakcie medzi obiehajúcim elektrónom a kvarkami tvoriacimi neutróny v jadre atómu.

Tím pod vedením MIT použil pre svoj experiment niekoľko izotopov ytterbia, zatiaľ čo vápnik bol prvkom voľby pre skupinu vedenú Aarhuskou univerzitou.

Oba experimenty zoradili svoje údaje na typ grafu špecifického pre meranie týchto druhov pohybov v izotopoch. Zatiaľ čo experiment na báze vápnika vyzeral tak, ako sa predpokladalo, graf ytterbia bol vypnutý, s a Štatistický významný odchýlka v linearite grafu.

Toto nie je dôvod na oslavu akéhokoľvek druhu. Po prvé, zatiaľ čo bozón mohol vysvetliť čísla, mohol by tiež vysvetliť rozdiel v spôsobe, akým vykonávajú výpočty, typ korekcie nazývaný posun kvadratického poľa.

Presne to, prečo jeden experiment mohol nájsť niečo zvláštne a druhý nenašiel vôbec nič, tiež potrebuje vysvetlenie.

Ako vždy potrebujeme viac údajov. Oveľa viac. Ale prísť na to, čo presne tvorí viac ako štvrtinu vesmíru, je jednou z najväčších otázok vo vede, takže akékoľvek potenciálne stopy budú sledované s nadšením.

Pridávanie nových druhov častíc prenášajúcich silu do Štandardný model nie je vo fyzike úplne vylúčené, ale nájsť ho by bol obrovský problém.

Minulý rokfyzikov vzrušovali častice, ktoré sa vzďaľovali v podivných uhloch, čo naznačovalo, že pôsobí doteraz neznáma sila.

Podobne aj počet spätných elektrónov v nastavení tmavej hmoty XENON1Ttento rok sa na začiatku rozhýbali jazyky, čo pozýva na špekulácie o hypotetickom kandidátovi na temnú hmotu nazývaný axion .

Akokoľvek sú tieto výsledky zaujímavé, už predtým sme mali zlomené srdce. V roku 2016 sa objavil typ kandidáta na tmavú hmotu s názvom a Nosiť bozón bol povráva sa, že bol spozorovaný medzi údajmi, ktoré zozbieral Veľký hadrónový urýchľovač pri hľadaní Higgsovej častice.

Túto časticu možno považovať za akúsi temnú verziu Higgsov bozón , prepožičiavajúc temnej hmote jej silu bez toho, aby sa akýmkoľvek iným spôsobom objasňovala.

CERN hodil studenú vodu cez tie klebety, smutné povedať. Čo neznamená, že takáto častica neexistuje alebo že znamenia nie sú lákavé – len to nemôžeme potvrdiť so žiadnym skutočným stupňom istoty.

Väčšie zrážače , citlivejšie vybavenie a šikovné nové spôsoby hľadania jemných postrčení a šepotu prakticky neexistujúcich častíc nám jedného dňa môžu poskytnúť odpovede, ktoré potrebujeme.

Temná hmota to určite neuľahčí.

Tento výskum bol publikovaný v r Fyzické prehľadové listy , tu a tu .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.