Tekla
9 °C
20 °C

A sötét fotont és az univerzum ötödik kölcsönhatását keresik Olaszországban

2018.09.05. 11:47
Az ismeretlen, régóta feltételezett, de empirikusan mindeddig meg nem erősített sötét anyag létére keresnek bizonyítékot Olaszországban, az ottani állami atomfizikai kutatóintézetben.

A modern fizika több jelentős elméleti modellje számol a sötét anyag létével: eszerint számos jel utal arra, hogy a látható, számunkra ismert univerzum csak egy kis részét, talán a tizedét teszi ki az univerzum teljes anyagának. Ez a feltételezett „sötét univerzum” azonban empirikusan továbbra is megközelíthetetlen volt számunka (több jelentős fizikus pedig megkérdőjelezi a létét).

Olasz atomfizikusok most egy olyan kísérleten dolgoznak, mellyel a most még szintén csak teoretikusan feltételezett sötét fotont szeretnék nyakon csípni. Ha megtalálják, az szerintük az univerzum eddig négy ismert alapvető erejét is kiegészítené egy ötödikkel.

A sötét foton a a fény elemi részecskéjének, a fotonnak a „sötét párja” az elméleti elgondolás szerint, mely a fotonnal szemben tömeggel is rendelkezik. A kísérletben egy gyémántlemezt bombáznak meg pozitronokkal, vagyis antianyaggal. Normális esetben, ha egy pozitron és egy elektron összeütközik, akkor azok megsemmisítik egymást, miközben egy fotonpár keletkezik. A kutatók azonban abból indulnak ki, hogy amennyiben valóban léteznek sötét fotonok, időnként az elektron-pozitron megsemmisülésnél is keletkezik egy-egy. A várakozás szerint ilyenkor csak egy foton, valamint egy sötét foton jön létre.

A kísérletben egy Padmének nevezett eszközzel erős pozitron sugárral fogják bombázni a gyémántot, abban bízva, hogy elég elektront semmisítenek meg így ahhoz, hogy keletkezzen legalább egy sötét foton is. Ezt ugyan nem tudnák közvetlenül megfigyelni, de az eggyel kevesebb keletkező foton, vagyis a megfigyelhető energiaveszteség árulkodna a létéről. Úgy gondolják, hogy így a sötét foton tömegét is képesek lesznek megmérni.

A sötét foton megtalálása a hipotézis szerint bizonyítékot jelentene egy ötödik, eddig ismeretlen alapvető erő létére is az univerzumban. Ha minden a várakozások szerint alakulna, át kellene írni a fizikakönyveket: a négy alapvető erő (gravitáció, elektromágnesesség, gyenge és erős kölcsönhatás) mellé bekerülne egy egyelőre csak feltételezett új erő, a sötét elektromágnesesség is.