CERNの大型ハドロン衝突型加速器が「暗黒光子」を探索

2022 年の夏に戻って、o 大型ハドロン衝突型加速器、欧州原子力研究機関によって運用されている粒子加速器 (ケルン）スイスとフランスの国境にある巨大施設は、一連の発見により停止された後、再起動されることになった。 CERN が確認したように、その一部には次のような問題が含まれていました。 暗い光子。

この発表は、に取り組んでいるチームからのものです。 小型ミュオンソレノイド CERN の (CMS) は現在、2022 年 7 月に開始された第 3 ラウンドの実験 (Run 3) のデータを公開しています。 ラン3 それは、前述の実験の一時停止のおかげで、LHC は新しいアップグレードでこの段階に入り、以前のテストと比較してより高い瞬間光度、つまり常により多くの粒子衝突を可能にする機能が可能になったということです。

2023年8月付けの新しいデータで分析された実験では、CMSチームは、地球の崩壊中に暗い光子を探しました。 ヒッグス粒子の。 暗黒光子が存在する場合、実験による確認の対象としては適しています。その理由の 1 つは、暗黒光子は長寿命粒子 (LLP)、つまり 10 億分の 1 秒を超えて存在すると考えられているためです。

一般に、CMS チームはさまざまな LLP を探しており、ダーク フォトンはまさにそのような理論上の粒子になります。 LLP はミューオンと同様に観察しやすい粒子に崩壊するため、このような発見がチームから得られたのです。 小型ミュオンソレノイド。

暗黒光子とは何ですか?CERN が暗黒光子を探している理由は何ですか?

LLP であることに加えて、ダークフォトンは、物理学の標準モデルの外に存在することを意味する「エキゾチック」ともみなされます。 理論物理学者は、暗黒光子は暗黒物質に関連する粒子であると主張している。 後者は、光を発しないが、重力効果がある、または持っているように見える、単に神秘的な理論上の物質です。 暗黒光子は、通常の光子が電磁気学で果たす役割と同様に、暗黒物質粒子間の相互作用において役割を果たす可能性がある。

これまでのところ、彼のデータは ケルン この実験では、暗黒光子の存在を決定的に証明することはできません。 その代わりに、新しい声明は粒子衝突の洗練された新しい形式の分析を強調している。 瞬間的な明るさが高いということは、分析すべきデータがより多くなることを意味します – 実際、非常に多くのデータが必要になります。」すべての衝突をログに記録すると、利用可能なストレージがすぐにすべて消費されてしまいます“、 によると 2023年12月27日の声明。

代わりに、CMS チームは「」として知られるアルゴリズム システムを利用しています。起爆装置後者では、潜在的に興味深い競合のみが強調表示され、重要なデータは保存され、残りは破棄されます。

CMS 実験に取り組んでいる物理学者のジュリエット・アリメーナ氏は、リリースの中で、アルゴリズム システムは次のように述べています。これにより、衝突点から数百マイクロメートルから数メートルの距離だけ離れたミュオンに関する以前よりも多くのイベントを収集できるようになります。 これらの改善のおかげで、暗いフォトンが存在する場合、CMS はそれらを検出する可能性がはるかに高くなります。»。

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