假想粒子“暗光子”或能解开暗物质之谜

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欧洲核子研究中心的实验无法探测到暗光子(资料来源:spgirolamo/Depositphotos)

暗物质是一种神秘的物质，似乎渗透到宇宙中，但由于它不经常与普通物质发生相互作用，因此很难探测到它。科学家们有一个清单，上面列出了他们正在研究的疑似粒子，现在这个清单变得更短了。欧洲核子研究中心(CERN)的实验已经排除了某些类型的暗光子，使我们更接近于找到难以捉摸的暗物质。

几十年的天文观测表明，地球上的质量远远大于我们所能看到的物质。这种被称为暗物质的额外质量实际上对我们来说是看不见的，只有通过它与正常物质和光线的引力相互作用才能观察到。对于每一个可能负责任的假设粒子，都有许多实验致力于检测它们，但到目前为止，都是空手而归。

其中一个主要的候选粒子是暗光子。规则光子是基本粒子，作为电磁力的载体，构成光波和无线电波。人们认为暗物质的影响可能是一种新力的结果，这种力由一种假设的粒子携带，这种粒子被称为暗光子。

虽然像德国的HADES这样的实验在过去并没有成功地捕捉到这种粒子，但这并没有阻止欧洲核子研究中心的科学家们对一种名为NA64的实验进行另一种审视。利用超级质子同步加速器(SPS)，本实验包括向目标发射100 gev电子束，并分析产生了什么。

当然，如果在爆炸中产生了暗光子，它们将是不可见的，但科学家可以通过其他方式探测到它们。产生的暗光子会忽略实验的壁面，飘到以太中——携带着一点能量。由于研究小组知道在实验结束后应该有多少能量存在，如果能量低于这个值，他们就能知道暗光子是被创造出来的。

NA64团队分析了2016年至2018年间收集的数据，这些数据总计约1000亿次电子碰撞。在这一切之中，没有暗光子的迹象。

这并不一定排除了暗光子作为一个整体的存在——相反，这只是意味着它们不存在于这个实验所测试的能量范围内。从这些结果中，研究人员得出结论，光子和暗光子之间的相互作用可能比之前认为的要弱得多。

这意味着质量为1mev的暗光子与电子相互作用的力至少比光子所携带的电磁力弱10万倍。对于质量为200mev的暗光子，这种差异至少要弱1000倍。

这些新的，更严格的界限帮助科学家们磨练搜索。更严格的限制——理想情况下，是检测——可能会在SPS升级后再次上线，升级将于2021年完成。

这项研究发表在ArXiv网站上。


本文选自：今日头条