우리 우주와 은하계를 형성하는 보이지 않는 손을 찾아 다니는 물리학 자들은 시선을 어두운쪽으로 돌렸다. 구체적으로, 한 팀은 모든 우주 암을 뒤져서 이른바 어두운 광자를 찾아 내고 있으며, 이는 이전에 알려지지 않은 자연의 힘을 전달할 수 있습니다.
이 광자들은 모든 정상 물질과 암흑 물질이라는 보이지 않는 물질 사이의 상호 작용을 중재합니다.
그러나 과학자들은 자연이 네 개의 알려진 힘에 의해 늘어나고 당겨지고 찢겨지고 찢어 졌다는 것을 오랫동안 알고 있었으므로 어떻게 다른 힘이 우리에게서 오랫동안 숨겨 질 수 있었습니까? 이 네 가지 알려진 세력은 우리의 일상 생활의 초석을 구성합니다. 원자력 핵을 묶는 압제 적이지만 근거리의 강한 핵력; 불분명하고 속삭이는 약한 핵력으로 방사성 붕괴를 제어하고 중성미자라고하는 아 원자 입자와 대화합니다. 우리의 삶을 지배하는 대담하고 밝은 전자기력; 미묘한 중력은 사중주 중 가장 약합니다.
물리학 자들은이 네 가지 기본 힘을 사용하여 아 원자 세계와 거시적 세계의 초상화를 그릴 수 있습니다. 이 네 캐릭터 중 하나를 포함하지 않는 상호 작용은 없습니다. 그럼에도 불구하고 여전히 우주에서, 특히 가장 큰 규모의 상호 작용에 관한 미스터리가 많이 있습니다. 우리가 은하계를 넘어 축소 할 때, 비린내가 생기고, 그 어류에 암흑 물질의 이름을 부여합니다.
암흑 물질이 단순하고 꾸미지 않는가? 아니면 클러치에 이전에 알려지지 않은 힘이 숨겨져 있는가? 현재, 국제 물리학 자 팀은 프리 프린트 저널 arXiv에서 온라인으로 작업 한 내용을 기술하고 있으며, 세계 최대의 원자 분쇄기 인 Large Hadron Collider의 데이터 덤프를 사용하여 그러한 힘을 찾아 냈습니다. 현재, 그들의 검색은 비어있었습니다. 이것은 좋은 것입니다. 그것은 알려진 물리 법칙이 여전히 유효 함을 의미합니다. 그러나 우리는 여전히 암흑 물질을 설명 할 수 없습니다.
어둠 속에서 길을 잃었다
암흑 물질은 우주의 전체 질량의 약 80 %를 차지한다고 가정되는 가상의 물질입니다. 그것은 큰 문제입니다. 우리는이 보이지 않는 모든 것들에 대한 책임이 무엇인지 모르지만 그것이 존재한다는 것을 알고 있으며, 가장 큰 단서는 중력입니다. 우주에서 가장 큰 구조의 진화와 함께 은하계와 은하계 내의 별들의 움직임을 조사함으로써 천문학 자들은 거의 모든 것이 은하계의 눈을 만나는 것 이상이라는 결론에 도달했습니다.
암흑 물질에 대한 더 나은 이름은 보이지 않는 물질 일 수 있습니다. 알버트 아인슈타인의 모든 시선을 피할 수 없기 때문에 중력의 영향으로부터 추론 할 수 있지만 암흑 물질은 단순히 빛과 상호 작용하지 않습니다. 우리는 암흑 물질이 빛과 상호 작용하거나 (적어도 친숙한 물질과 같은 방식으로 빛과 상호 작용한다면) 신비한 물질을 보았 기 때문에 이것을 알고 있습니다. 그러나 우리가 알 수있는 한, 암흑 물질은 무엇이든간에 빛을 흡수하거나, 빛을 반사하거나, 굴절시키고, 산란하거나 빛을 방출하지 않습니다. 암흑 물질의 경우 빛은 단순히 개인이 아닌 그라 타입니다. 존재하지 않을 수도 있습니다.
따라서 현재 암흑 물질 입자가 몸을 통해 흐르고있을 가능성이 높습니다. 그 끝없는 흐름의 결합 된 질량은 중력의 영향을 통해 은하계의 운명을 형성 할 수 있지만, 심지어는 안녕하세요없이 정상적인 물질을 통과합니다. 무례, 알아,하지만 그건 너에게 암흑이야
빛을 가지고
우리는 암흑 물질이 무엇인지 알지 못하기 때문에 평범하고 기발한 모든 종류의 시나리오를 자유롭게 구성 할 수 있습니다. 암흑 물질의 가장 간단한 그림은 그것이 크고 기본적이라고 말합니다. 그렇습니다. 우주의 대부분을 차지하지만 질량이없는 다른 하나의 매우 많은 입자로 구성됩니다. 즉, 재료는 중력을 통해 자체적으로 알려질 수 있지만 다른 힘을 통해 상호 작용하지 않습니다. 우리는 결코 다른 일을하는 암흑 물질을 엿볼 수 없습니다.
환상적인 시나리오는 더 재미있다.
이론가들이 지루해지면 암흑 물질이 무엇인지, 더 중요하게는 그것을 어떻게 탐지 할 수 있는지에 대한 아이디어를 요리합니다. 흥미로운 암흑 물질 이론의 규모에서 다음 단계는 약한 핵력을 통해 물질이 때때로 정상적인 물질과 대화 할 수 있다고 말합니다. 이 아이디어는 오늘날 전 세계의 암흑 물질 실험 및 탐지기에 동기를 부여합니다.
그러나 여전히 그 시나리오는 여전히 네 가지 자연의 힘이 있다고 가정합니다. 암흑 물질이 이전에 볼 수 없었던 종류의 입자 인 경우, 이전에 알려지지 않은 자연의 힘 또는 아마도 알고있는 부부와 함께 포장되어 있음을 제안하는 것이 타당합니다 (우리가 옳은지 알지 못하기 때문에) ? 이 잠재적 인 힘은 암흑 물질과 암흑 물질 만 이야기하게하거나 암흑 물질과 암흑 에너지 (우리가 이해하지 못하는)를 서로 얽히게하거나 우주의 정상과 암흑 부문 사이에 새로운 커뮤니케이션 채널을 열 수 있습니다. .
어두운 광자의 상승
밝은 영역과 어두운 영역 사이의 하나의 제안 된 통신 포털은 전자기력의 친숙한 (빛) 광자와 유사한 어두운 광자입니다. 우리는 어두운 광자를 직접 보거나 맛 보거나 냄새 맡지 못하지만 우리 세계와 섞일 수 있습니다. 이 시나리오에서 암흑 물질은 상대적으로 거대한 입자 인 암흑자를 방출합니다. 이것은 그것들이 가벼운 지지대와는 달리 단거리에만 영향을 미친다는 것을 의미합니다. 그러나 때로는 어두운 광자가 일반 광자와 상호 작용하여 에너지와 궤도를 바꿀 수 있습니다.
이것은 매우 드문 이벤트입니다. 그렇지 않으면, 우리는 오래 전에 전자기 (electromagnetism)와 관련하여 펑키 한 무언가를 발견했을 것입니다.
따라서 어두운 광자에서도 암흑 물질을 직접 볼 수는 없지만 전자기 상호 작용의 덩어리를 검사하여 어두운 광자의 존재를 알아낼 수 있습니다. 그 덩어리의 작은 부분에서, 어두운 광자는 그것과 상호 작용함으로써 일반 광자로부터 에너지를 "훔칠"수 있습니다.
그러나 내가 말했듯이, 우리는 상호 작용의 덩어리가 필요합니다. 우리는 정확하게 그것을 생산하기 위해 거대한 과학 기계를 만들었으므로 운이 좋았습니다.
arXiv 논문에서 물리학 자들은 CERN에서 두 번째로 큰 입자 가속기 인 Super Proton Synchrotron의 3 년 분량의 데이터를 조사한 후 결과를보고했습니다. 이 실험을 위해 과학자들은 양자를 벽돌 벽과 같은 아 원자에 대항하여 부수고 여파의 모든 조각을 보았습니다.
잔해에서 연구원들은 전자를 발견했습니다. 3 년 동안 과학자들은 100 GeV 이상의 에너지로 200 억 개 이상의 전자를 계산했습니다. 전자는 입자로 대전되어 서로 상호 작용하기 때문에,이 실험에서 고 에너지 전자는 또한 많은 광자를 낳았다. 어두운 광자가 존재하는 경우 실험에서 빛의 부족으로 나타나는 현상 인 일반 광자 중 하나와 상호 작용하고 에너지를 훔쳐 가야합니다.
이 어두운 광자에 대한이 검색은 비어있었습니다. 모든 일반 광자가 존재하고 설명 되었으나, 어두운 광자의 존재를 완전히 배제하는 것은 아닙니다. 대신이 입자의 허용 가능한 특성에 제한이 있습니다. 그것들이 존재한다면, 그것들은 에너지가 낮고 (실험 결과에 기초한 GeV보다 적을 것) 일반 광자와 상호 작용하는 경우는 거의 없습니다.
그러나 암흑 자에 대한 탐색은 계속 진행되고 있지만, 제안 된 아 원자 세계의 생물에 대한 실험이 앞으로 더 진행될 예정입니다.
더 읽기 : "NA64를 사용하여 결측 에너지 사건에서 어두운 물질 검색"
폴 엠. 셔터 천체 물리학 자입니다 오하이오 주립대 학교, 의 주인 "우주인에게 물어보세요" "우주 라디오, 및 '의 저자우주에서의 당신의 장소."
