Команда ЦЕРН представила новые результаты эксперимента по поиску темных фотонов
Европейская организация по ядерным исследованиям ЦЕРН, наиболее знаменитым и дорогостоящим проектом которой является Большой адронный коллайдер, продолжает вести активный поиск темных фотонов — гипотетических частиц, способных взаимодействовать с темной материей. Об этом говорится в обновленной научной статье, опубликованной одним из подразделений ЦЕРН — CMS Collaboration.
CMS или Компактный мюонный соленоид — это один из двух больших универсальных детекторов элементарных частиц на Большом адронном коллайдере, вокруг которого группируется мощная международная исследовательская команда. Эксперимент, о котором идет речь, называется «Поиск долгоживущих частиц, распадающихся до пары мюонов при протон-протонных столкновениях с энергией 13 ТэВ».
Проводимый в основном нейтринными обсерваториями поиск темных частиц, которые распадались бы естественным образом, пока не дает результатов. Поэтому совершенно логичными кажутся попытки задействовать для тех же целей ускоритель, причем самый большой из существующих.
Эксперимент нацелен в том числе на поиск так называемых темных фотонов. Дело в том, что если темная материя существует (и состоит из чего-то похожего на кварки и лептоны), то ей нужен бозон-переносчик взаимодействий, выполняющий ту же роль, что для стандартной материи играет фотон, частица (и одновременно минимально возможная волна) электромагнитного излучения.
И ранее в этом году эксперимент, который начался в июле 2022-го и продолжается до сих пор, показал именно такой эффект. Компактный мюонный соленоид уловил мюоны, исходящие из общей области столкновения частиц высокой энергии, но не из самой точки столкновения. Одним из объяснений было то, что изначальное столкновение породило темные фотоны (не обнаруживаемые CMS), которые затем распались на мюоны.
Но при тщательном изучении условий эксперимента никаких доказательств такого сценария выявлено не было. Таким образом, существование темных фотонов остается чисто гипотетическим. В то же время результаты исследования наложили на эти частицы (если они все-таки существуют) четкие ограничения, что должно помочь авторам будущих экспериментов.
