Este posibil ca prima particulă din afara Modelului Standard să fi fost găsită. Dacă este așa, ea ar putea constitui legătura dintre materia obișnuită și cea întunecată, notează IFLScience.com.
O nouă analiză a mii de experimente desfășurate la acceleratoare de particule din întreaga lume a găsit dovezi privind existența unei particule necunoscute, care nu se încadrează în Modelul Standard al particulelor elementare. Dacă acest lucru s-ar confirma, descoperirea ar fi imensă. Cercetătorii implicați merg însă mai departe, avansând posibilitatea că ceea ce au descoperit ar fi „fotoni întunecați”, particule care interacționează cu materia întunecată, dar și – foarte slab – cu materia obișnuită.
„Fotoni întunecați” seamănă a ceva din care ar putea fi făcută sabia neagră din Universul Star Wars și e adevărat că uneori fizicienii par să se uite la prea multe filme SF – mai cu seamă atunci când un proiect științific de a căuta aceste presupuse și eluzive particule a fost intitulat Positron Annihilation into Dark Matter Experiment (PADME).
Dar, lăsând la o parte umorul cercetătorilor și acronimele care ne fac să zâmbim, sunt mai multe motive pentru a bănui că particulele pe care fizicienii le numesc fotoni întunecați există și reprezintă cheia înțelegerii materiei întunecate. Fotonii sunt purtătorii forței electromagnetice, iar gluonii, bosonii W, Z și Higgs poartă celelalte trei forțe cunoscute. Teoria din spatele fotonilor întunecați este că aceștia sunt purtătorii unei a cincea forțe, încă neconfirmate, care interacționează cu materia întunecată.
Profesorul Anthony Thomas de la Universitatea din Adelaide a declarat pentru IFLScience că numele lor este un pic înșelător. „Denumirea datează din anii ’80, când s-au început căutările acestor particule și când se credea că sunt foarte asemănătoare cu fotonii. De-a lungul timpului, ideea s-a răspândit”, a spus Thomas. În prezent, se crede că aceste particule, denumite încă fotoni întunecați, au o masă mare, ceea ce le diferențiază de fotoni, însă numele a rămas.
Profesorul Thomas, studentul său Nicholas Hunt-Smith și ceilalți coautori ai studiului au folosit rezultatele unor experimente în care coliziunile dintre electroni, muoni și (ocazional) alte particule cu protoni au fost atât de puternice încât țintele s-au dezintegrat în quarcurile din care sunt alcătuite. Procesul este cunoscut sub numele de împrăștiere inelastică profundă (eng. deep inelastic scattering). Observațiile ulterioare au condus echipa de cercetătorii să susțină că acestea at fi mai degrabă consistente cu prezența unei particule necunoscute ce ar avea o masă de două până la 10 ori mai mare decât cea a protonilor, decât cu particulele cunoscute.
Fotonii întunecați nu sunt singurele particule din afara Modelului Standard propuse de fizicieni în încercarea lor de a explica anomaliile din Univers. Dar, așa cum Anthony Thomas a precizat, „existența materiei întunecate a fost clar stabilită prin intermediul interacțiunilor sale gravitaționale. Totuși, natura sa continuă să ne eludeze, în ciuda celor mai bune eforturi ale fizicienilor din întreaga lume”.
„Cheia înțelegerii acestui mister ar putea sta în fotonul întunecat, o particulă teoretică masivă care poate servi drept portal între sectorul întunecat al particulelor și materia obișnuită”, a adăugat cercetătorul. Dacă echipa sa a găsit într-adevăr o nouă particulă, Thomas crede că aceasta ar corespunde unui foton întunecat.
Studii suplimentare sunt necesare pentru a confirma că ceea ce savanții au observat nu este un „efect de ordin superior” în concordanță cu Modelul Standard, a mai spus Thomas. Dacă alternativele vor putea fi excluse, cercetătorii vor începe să lucreze la conceperea unui experiment care să genereze dovezi mai directe pentru existența fotonilor întunecați și care să dezvăluie natura lor.
Studiul a fost publicat în Journal of High Energy Physics.
