Astronomia
Fizycy chcą uzyskać ciemny foton i odkryć tajemnice ciemnej materii

Ciemna materia i energia od dawna spędzają sen z powiek naukowców. Chociaż badania nad ich istotą prowadzone są w wielu laboratoriach na świecie od wielu dekad, to niestety wciąż nie wiemy o nich praktycznie nic.

Niebawem jednak może się to zmienić, a to za sprawą m.in. włoskiego zespołu badawczego z Narodowego Instytutu Fizyki Jądrowej, który kierowany jest przez Mauro Raggi. Naukowcy zamierzają w ciągu najbliższych 2 lat wykonać przełomowe eksperymenty, które przybliżyć nas do odkrycia największych tajemnic Wszechświata.

W tej chwili fizyka rozróżnia cztery oddziaływania podstawowe, a mianowicie: grawitacyjne, elektromagnetyczne, słabe oraz silne. Ciemna energia ma być piątym, ale wciąż jest ona dla nas ciemną magią. Ciemna energia i materia stanowią ponad 90 procent składu Wszechświata. Gdyby udało się nam je poznać, otworzyłyby się przed nami zupełnie nowe horyzonty wiedzy na temat otaczającej nas rzeczywistości i procesów determinujących jej istnienie.

Eksperymenty, które mają nas przybliżyć do rozwikłania i poznania tej zagadki, będą wykonywane do roku 2021, a później już na zupełnie nowym sprzęcie. Do tej pory naukowcy przeanalizowali dane pozyskane z testów prowadzonych w CERN pomiędzy 2016 a 2018 rokiem. Wówczas przeprowadzono aż 100 miliardów zderzeń elektronów z energiami rzędu 100 GeV. Niestety, nie odnotowano pojawienia się ani jednego ciemnego fotonu. Nie oznacza to jednak, że on nie istnieje. Naukowcy uważają, że pojawiają się one w trakcie zderzeń o znacznie mniejszych energiach, a interakcja między fotonami a ciemnymi fotonami może być znacznie rzadsza, niż wcześniej sądzono.

Oznacza to, że ciemne fotony o masie 1 MeV oddziałują z elektronem z siłą, która jest co najmniej 100 000 razy słabsza, niż siła elektromagnetyczna przenoszona przez foton. Dla ciemnego fotonu o masie 200 MeV różnica ta jest co najmniej 1000 razy słabsza. Super Proton Synchrotron (SPS) będzie udoskonalony po roku 2021, wówczas będzie można dokonywać o wiele większej ilości zderzeń cząstek, a co za tym idzie, zwiększyć szanse na wykrycie ciemnego fotonu.

Źródło: GeekWeek.pl/CERN / Fot. CERN/MaxPixel