Фотони торик. Ҷустуҷӯи ноаён

Фотон як заррае аст, ки бо рӯшноӣ алоқаманд аст. Бо вуҷуди ин, тақрибан даҳ сол, баъзе олимон боварӣ доштанд, ки он чизест, ки онҳо фотон торик ё торик меноманд. Ба назари як одами оддӣ, ин гуна муқаддима зиддият ба назар мерасад. Барои физикҳо ин маъно дорад, зеро ба ақидаи онҳо, ин боиси кушодани сирри материяи торик мегардад.

Таҳлили нави маълумот аз таҷрибаҳои суръатбахш, асосан натиҷаҳо Детектори BaBarба ман дар куҷо нишон диҳед фотони торик он пинҳон нест, яъне он минтақаҳоеро, ки дар он ҷо ёфт нашуда буданд, истисно мекунад. Таҷрибаи BaBar, ки аз соли 1999 то 2008 дар SLAC (Маркази суръатбахшии хаттии Стэнфорд) дар Менло Парк, Калифорния гузаронида шуд, маълумот аз бархӯрди электронҳо бо позитронҳо, антизаррачахои электронии мусбат заряднок. Кисми асосии тачриба, ном дорад ПК-II, дар ҳамкорӣ бо SLAC, Berkeley Lab ва Лабораторияи Миллии Лоуренс Ливермор гузаронида шуд. Зиёда аз 630 физикҳо аз XNUMX кишвар дар BaBar дар авҷи худ ҳамкорӣ карданд.

Таҳлили охирин тақрибан 10% маълумоти BaBarро, ки дар ду соли охири фаъолияти он сабт шудааст, истифода кардааст. Тадқиқот ба дарёфти зарраҳое нигаронида шудааст, ки ба модели стандартии физика дохил карда нашудаанд. Дар қитъаи натиҷа майдони ҷустуҷӯ (сабз), ки дар таҳлили маълумоти BaBar омӯхта шудааст, нишон медиҳад, ки дар он ҳеҷ гуна фотонҳои торик пайдо нашудаанд. Графика инчунин минтақаҳои ҷустуҷӯро барои дигар таҷрибаҳо нишон медиҳад. Бари сурх минтақаро нишон медиҳад, то тафтиш кунад, ки оё фотонҳои торик боиси ба истилоҳ мешаванд аномалияи g-2ва майдонҳои сафед барои мавҷудияти фотонҳои торик санҷида нашуда монданд. Дар диаграмма инчунин ба назар гирифта мешавад таҷриба NA64дар CERN сохта шудааст.

Сурат. Максимилиан Брис / CERN

Мисли фотони оддӣ, фотони торик қувваи электромагнитро байни зарраҳои материяи торик интиқол медиҳад. Он инчунин метавонад робитаи эҳтимолии заифро бо материяи муқаррарӣ нишон диҳад, ки ин маънои онро дорад, ки фотонҳои торик метавонанд дар бархӯрди энергияи баланд тавлид шаванд. Ҷустуҷӯҳои қаблӣ натавонистанд осори онро пайдо кунанд, аммо ба таври умум фотонҳои торик ба электронҳо ё дигар зарраҳои намоён пошида мешаванд.

Барои таҳқиқоти нав дар BaBar, сенарияе баррасӣ шуд, ки дар он фотони сиёҳ ба мисли фотони муқаррарӣ дар бархӯрди электрону позитронӣ ба вуҷуд меояд ва сипас ба зарраҳои торикии материя ба детектор ноаён таҷзия мешавад. Дар ин сурат фацат як зарра — фотони оддиеро, ки микдори муайяни энергия дорад, ошкор кардан мумкин мебуд. Ҳамин тавр, гурӯҳ рӯйдодҳои мушаххаси энергетикиро ҷустуҷӯ кард, ки ба массаи фотони торик мувофиқат мекунанд. Вай чунин зарбаро ба массаи 8 GeV наёфт.

Юрий Коломенский, физики ҳастаӣ дар лабораторияи Беркли ва узви шӯъбаи физикаи Донишгоҳи Калифорнияи Беркли, дар як баёнияи матбуотӣ гуфт, ки "имзои як фотон торик дар детектор ба мисли як фотон баланд хоҳад буд. фотон энергетикӣ ва дигар фаъолият нест." Як фотон, ки аз заррачаи чӯбӣ мебарояд, нишон медиҳад, ки электрон бо позитрон бархӯрдааст ва фотони торикии ноаён ба зарраҳои торикии материя, ки ба детектор ноаён пусида буд, дар сурати мавҷуд набудани энергияи дигари ҳамроҳӣ зоҳир мешавад.

Фотони торик инчунин барои шарҳ додани ихтилофи байни хосиятҳои мушоҳидашудаи чархи мюон ва арзиши пешбининамудаи Модели стандартӣ пешбинӣ шудааст. Мақсад аз он иборат аст, ки ин амвол бо дақиқии беҳтарин маълум чен карда шавад. озмоиши муон g-2ки дар лабораторияи миллии суръатбахшии Ферми гузаронида шуд. Тавре Коломенский гуфт, таҳлилҳои охирини натиҷаҳои таҷрибаи BaBar асосан "имконияти шарҳ додани аномалияи G-2-ро аз рӯи фотонҳои торик истисно мекунанд, аммо ин инчунин маънои онро дорад, ки чизи дигаре аномалияи G-2-ро пеш мебарад."

Фотони торик бори аввал дар соли 2008 аз ҷониби Лотти Акерман, Мэттью Р. Бакли, Шон М. Кэрролл ва Марк Камионковски пешниҳод шуда буд, то "аномалияи g-2" -ро дар озмоиши E821 дар Лабораторияи Миллии Брукхавен шарҳ диҳад.

портали торик

Таҷрибаи дар боло зикршудаи CERN бо номи NA64, ки дар солҳои охир гузаронида шуд, инчунин падидаҳои ҳамроҳи фотонҳои торикро ошкор карда натавонист. Чунон ки дар маколаи «Мактубхои азназаргузаронии физикй» хабар дода мешавад, физикхои Женева баъди тахлили маълумотхо фотонхои торикии массаашон аз 10 ГэВ то 70 ГэВро ёфта натавонистанд.

Бо вуҷуди ин, дар шарҳи ин натиҷаҳо, Ҷеймс Бичем аз таҷрибаи ATLAS изҳори умедворӣ кард, ки нокомии аввал дастаҳои рақиби ATLAS ва CMS-ро барои идома додани ҷустуҷӯ ташвиқ мекунад.

Beecham дар Мактубҳои баррасии физикӣ шарҳ дод. -

Таҷрибаи монанд ба BaBar дар Ҷопон номида мешавад Белл IIки назар ба BaBar сад баробар зиёд маълумот медихад.

Тибқи фарзияи олимони Институти илмҳои бунёдӣ дар Кореяи Ҷанубӣ, сирри ҳайратангези муносибати байни материяи оддӣ ва зулмотро метавон бо истифода аз модели портали маъруф бо номи "" шарҳ дод.портали акси торик ». Он ба ду зарраҳои бахши торикии гипотетикӣ, аксион ва фотони торик асос ёфтааст. Портал, тавре ки аз ном бармеояд, гузариш байни материяи торик ва физикаи номаълум ва он чизест, ки мо медонем ва мефаҳмем. Пайваст кардани ин ду ҷаҳон як фотони торик аст, ки дар тарафи дигар аст, аммо физикҳо мегӯянд, ки онро бо асбобҳои мо муайян кардан мумкин аст.

Видео дар бораи таҷрибаи NA64:

Шикор барои фотони торикии пурасрор: таҷрибаи NA64