Физики приготовились к поиску «темного света»

Группе физиков из США удалось преодолеть одно из главных технических препятствий на пути к детектору, который может помочь найти темные фотоны, гипотетические кандидаты на роль частиц темной материи. Ученые смогли сфокусировать пучок релятивистских электронов с энергией 100 мегаэлектронвольт и мощностью около мегаватта так, что он прошел через двухмиллиметровое отверстие. Подробности со ссылкой на статью в журнале Physical Review Letters приводит Symmetry.

Исследователи из нескольких научных центров США сообщают о том, что им удалось направить пучок электронов от лазера на свободных электронах в Джеферсоновской лаборатории на алюминиевую пластину, в которой проделано двухмиллиметровое отверстие. На протяжении семи часов опытный образец сохранял постоянную температуру и относительные потери энергии пучком оценивались на уровне двух миллионных долей.

Этот эксперимент показал принципиальную возможность проведения другого опыта, который носит кодовое название Darklight (дословно «темный свет»). Физики намерены использовать узкий канал, по которому будет проходить мощный пучок частиц и через который одновременно пойдет поток газа: в текущем варианте использовался водород, а в окончательном ученые хотят применить кислород. Столкновение электронов с ядрами атомов спровоцирует ядерные реакции и анализ продуктов этих реакций должен помочь в проверке гипотезы о массивном фотоне.

Массивный фотон является гипотетической частицей с массой покоя не более сотни мегаэлектронвольт, которая относится к бозонам (переносчикам взаимодействия) и может распадаться на электрон-позитронные пары. Предварительные расчеты показывают, что такие гипотетические частицы можно выявить при столкновении электронов с протонами, но реализовать столкновения с нужными параметрами пока что не представлялось возможным. По оптимистичным прогнозам эксперимент Darklight удастся начать через два года.