Физики пока не нашли предполагаемый темный фотон

Фото: Festa / Фотодом / Shutterstock

Физики в ходе эксперимента NA64 в ЦЕРНе пока не подтвердили гипотезу существования темного фотона, которая могла бы доказать существование темной материи.

«Чердак» писал о том, что на установке SPS, которая ускоряет элементарные частицы для Большого адронного коллайдера, сейчас идет эксперимент NA64, в ходе которого ученые (в основном из России) надеются найти темный фотон — возможное доказательство существования темной материи.

Найти темный фотон трудно, так как если он и существует, то взаимодействует с обычным веществом очень незаметно — только с помощью гравитации, а она очень слаба, слабее всех остальных типов фундаментальных взаимодействий. Обнаружить темный фотон косвенно, по детекции частиц, которые могут образовываться при его распаде, тоже непросто, так как они легче частиц обычной материи.

В таких условиях физики ищут не присутствие частицы, а, скорее, ее отсутствие: они сравнивают энергию частиц, которые разогнали в ускорителе в начале эксперимента, с той, что получилась на выходе, и ищут нестыковки, которые и могут выдать темный фотон, на который придется «исчезнувшая» энергия.

Первый сеанс эксперимента недавно закончился, и фотон пока не нашли. Зато первые результаты помогли в поисках причины «мюонной аномалии»: при попытках определить магнитный момент другой элементарной частицы, мюона, экспериментальные данные расходятся с расчетными. Объяснить это расхождение пока не могут, но думали, что виноват гипотетический темный фотон. Сеанс, который закончился этой осенью, показал, что темный фотон здесь точно ни при чем, сообщили ученые из Института ядерных исследований РАН.

Кроме того, ученые отработали почти половину диапазона параметров, в котором может существовать темный фотон, таким образом уточнив характеристики этой частицы. Как сказал сотрудник Института ядерных исследований РАН Максим Либанов, «потерянные ключи поискали под лампой и не нашли. Значит, нужно искать дальше».

Следующий этап работы — сеанс в 2017 году, который, возможно, позволит наконец открыть легкую темную материю.

Ранее специалистам, работающим на БАК, удалось доказать, что второго Бозона Хиггса не существует.