Noua măsurătoare a unei constante cheie indică faptul că „fotonii întunecați” nu există

O nouă măsurătoare ultraprecisă a dat un ochi negru unor teorii ciudate ale fizicii particulelor.

Măsurând una dintre cele mai fundamentale constante ale naturii mai precis decât înainte, oamenii de știință au testat modificările propuse la modelul standard, teoria care guvernează particulele fundamentale. Rezultatul, raportat pe 13 aprilie în Ştiinţăpune la îndoială particulele ipotetice numite fotoni întunecați și alte potențiale ciudățenii.

Mărimea în cauză este constanta de structură fină, un număr care guvernează puterea interacțiunilor electromagnetice (SN: 11/12/16, str. 24), cum ar fi cele care conțin electronii în atomi. Anterior, cea mai precisă măsurare a constantei era indirectă, bazându-se pe o măsurare a proprietăților magnetice ale electronului și folosind calcule teoretice complexe pentru a deduce valoarea constantei.

Acum, fizicianul Holger Müller de la Universitatea din California, Berkeley și colegii săi au măsurat constanta mai direct. Echipa a tras lasere asupra atomilor de cesiu pentru a crea o suprapunere cuantică – o stare bizară în care fiecare atom este în două locuri simultan – și a observat cum atomii interferau cu ei înșiși în timp ce se recombinau. Această interferență dezvăluie cât de repede s-a mișcat atomul când a fost lovit de laser, pe care oamenii de știință l-au folosit apoi pentru a calcula constanta structurii fine.

Răspunsul: constanta de structură fină este de aproximativ 1/137,035999046.

Dacă noua măsurătoare nu a fost de acord cu cea anterioară, acesta ar putea fi un indiciu al unor noi particule. Dar cele două sunt de acord rezonabil de bine, ceea ce confirmă că electronul probabil nu este compus din particule mai mici și defavorizează posibilitatea apariției fotonilor întunecați. Aceste particule ipotetice sunt similare cu fotonii obișnuiți sau cu particulele de lumină, dar spre deosebire de fotonii normali ar avea masă și ar interacționa foarte slab cu particulele cunoscute.

Dar, în timp ce erau aproape, cele două măsurători nu s-au potrivit perfect, un rezultat care lasă fizicienilor un spațiu de mișcare pentru a gândi alte tipuri de noi particule ciudate.