febrero 26, 2024

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Los físicos buscan fotones oscuros a medida que el Gran Colisionador de Hadrones aumenta su potencia

Los físicos buscan fotones oscuros a medida que el Gran Colisionador de Hadrones aumenta su potencia

Científicos que trabajan en el experimento Compact Muon Solenoid (CMS) del CERN. publicado Los últimos datos en su búsqueda de una partícula extraña y de larga vida conocida como fotón oscuro.

Los fotones oscuros (también llamados fotones ocultos) se diferencian de los fotones ordinarios (partículas de luz) en que se cree que tienen masa, lo que los convierte en un candidato ideal para explicar la materia oscura. La materia oscura es un término general que describe objetos aparentemente invisibles en el espacio que sólo han sido observados. Efectos de gravedadPero no se ha descubierto directamente y nadie está seguro de su realidad.

Los físicos de CMS están intentando cambiar eso. Al igual que las partículas producidas en otros experimentos en el CERN, los hipotéticos fotones oscuros serían producidos por la desintegración de otra partícula: el bosón de Higgs, propuesto en los años 1960 y 2000. famoso En 2012. Se cree que los bosones de Higgs se desintegran en fotones oscuros, que a su vez se descomponen en muones desplazados. La colaboración de CMS restringe los parámetros dentro de los cuales se producirá este proceso.

El Gran Colisionador de Hadrones del CERN inició su tercera ejecución en julio de 2022, con mayor capacidad de colisión de partículas que sus operaciones anteriores. Esto significa que el algoritmo (o «disparador») del experimento CMS que detecta colisiones interesantes tiene más eventos que examinar y, por lo tanto, más oportunidades para detectar muones desplazados generados por fotones oscuros.

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Un dibujo que muestra cómo las señales de muones pueden rastrearse hasta puntos de desintegración de partículas de larga vida.

Un dibujo que muestra cómo las señales de muones pueden rastrearse hasta puntos de desintegración de partículas de larga vida.
Grafico: CMS/CERN

«De hecho, hemos mejorado nuestra capacidad para estimular muones desplazados», dijo en un estudio Juliette Alemena, del experimento CMS. declaración. «Esto nos permite recopilar muchos más eventos que antes utilizando muones desplazados desde el punto de impacto a distancias que van desde unos pocos cientos de micrómetros hasta varios metros. Gracias a estas mejoras, si hay fotones oscuros presentes, ahora es más probable que CMS los encuentre». .”

Los fotones oscuros tienen una vida larga, según los estándares de las partículas: existen durante una décima de milmillonésima de segundo. A pesar de su longevidad, son difíciles de detectar, razón por la cual nadie lo ha hecho todavía. De hecho, la búsqueda de fotones oscuros continúa desde hace muchos años. «La búsqueda del fotón oscuro es al mismo tiempo sencilla y compleja», afirma el físico James Beecham. Le dijo a Gizmodo en 2018.. “Franco porque el concepto es lo suficientemente general y simple como para que diseñar búsquedas experimentales sea muy fácil, pero desafiante porque no tenemos idea dónde «En el espacio cambiante, un fotón oscuro puede sobrevivir».

Algunos eruditos son Buscando materia oscura usando pequeños espejosMientras otros intentan Sintoniza su frecuencia usando Dark Matter Radio. En CMS, los físicos intentan detectar partículas a medida que se descomponen en pares de muones.

Como parte de la mejora del CMS, pronto se actualizará el Gran Colisionador de Hadrones. Siguiente LHC de alto brillo Aumentará la luminosidad de la instalación en un factor de 10 y aumentará en un orden de magnitud el número de bosones de Higgs que los físicos deben estudiar. Se espera que el Gran Colisionador de Hadrones (HL-LHC) esté operativo en 2029. Mientras tanto, la tercera operación del LHC continuará hasta 2026.

Datos del colisionador Sigue produciendo nuevas partículas subatómicas Hay que cuestionarlos, pero algunos, los supuestamente responsables de la materia oscura del universo, siguen siendo esquivos. Por ahora.

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