Что такое темные фотоны и почему ученые за ними охотятся.
Физики проанализировали данные о столкновениях элементарных частиц в Большом адронном коллайдере. Невидимые нам фотоны пока не нашли, но это не значит, что темной материи не существует.
Недавно команда астрофизиков, которая анализирует данные с телескопа Hubble, пришла к выводу, что ученые ошибаются по поводу скорости расширения Вселенной или так называемой постоянной Хаббла, передает интернет-издание Хроника.инфо со ссылкой на НВ.
Вместо того, чтобы брать за основу реликтовое излучение Вселенной, исследователи решили использовать мерцания отдаленных объектов — скоплений звезд-цефеидов или Красных гигантский звезд.
С помощью расчета периодичности их мерцаний, ученые предварительно установили, что скорость расширения Вселенной составляет 69,8 (км/с)/мегапарсек (один парсек = 3,26 световых лет или 30,8 трлн км), а не 67,4 (км/с)/мегапарсек, как принято считать последние несколько десятков лет.
Измерение скорости расширения Вселенной — это лишь мизерная часть сложного уравнения, ведь ученые до сих пор не знают, чем объясняется этот процесс. Наиболее распространенной теорией расширения Вселенной является темная материя — загадочное вещество, которое якобы формирует скрытую массу всех объектов и является причиной высоких скоростей их обращения.
Если такая материя действительно существует — она должна занимать огромную часть всей Вселенной. Но, проблема в том, что темная материя является невидимой для нас, поскольку она не испускает электромагнитного излучение, не взаимодействует с ним напрямую и, вероятно, состоит из частиц, о которых мы еще не знаем.
Единственный возможный инструмент, с помощью которого можно засечь темную материю — это гравитация: темная материя не поглощает, не отражает и не испускает свет, но частицы, их которых она состоит, должны иметь свою массу и, очевидно, поддаваться действию гравитационного поля.
Одной из предложенных учеными частиц, которые формируют темную материю, являются темные фотоны. Будучи аналогом обычных видимых нам фотонов, темные фотоны также должны иметь массу и так или иначе взаимодействовать с фотонами в нашем мире.
Физики ищут темные фотоны в Протонном суперсинхротроне — втором по величине ускорителе частиц в Большом адронном коллайдере (БАК). По большому счету, этот процесс заключается в том, чтобы сталкивать протоны и анализировать продукты их распада, среди которых могут быть до сих пор неизвестные науке элементарные частицы, включая темные фотоны.
Несмотря на то, что сейчас БАК сейчас находится на ремонте и в нем не проводят никаких исследований, ученые анализируют массивы данных о предыдущих столкновениях и ищут необычные частицы. За последние три года им удалось найти миллиарды электронов, общей энергией около 100 ГэВ (гигаэлектронвольт).
Электроны с высокой энергией также создают фотоны, но среди них физики пока не нашли темные фотоны, которые могут взаимодействовать или отбирать энергию у обычных фотонов.
Тем не менее, это не означает, что темных фотонов и вовсе не существует. Ученые предполагают, что они могут обладать гораздо меньшей энергией и очень редко взаимодействовать с обычными фотонами. Поэтому, нужно продолжать анализировать данные о столкновениях и искать любые несовпадения, которые могут привести к открытию до сих пор невидимых нам темных фотонов и, как следствие, темной материи.
Тёмная материя никакого отношения к расширению вселенной не имеет, за это ответственна тёмная энергия.