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Físicos italianos están a punto de iniciar en Roma el Positron Annihilation into Dark Matter Experiment (PADME) en el que bombardearán un blanco delgado de diamante con positrones energéticos y registrarán la masa de cualquier nueva partícula exótica producida en las colisiones.
El experimento se centrará principalmente en el fotón oscuro, que es una versión pesada del fotón ordinario. Predicho por varias extensiones del Modelo Estándar, éste interactuaría tanto con la materia oscura como con la materia ordinaria.
El fotón oscuro no se considera en sí mismo como materia oscura, ya que tendría relativamente poca masa y se desintegraría pronto en la historia del universo. Pero podría proporcionar una "puerta entre el sector visible y el sector oculto" y tal vez también podría ayudar a resolver otros problemas, como el momento magnético anómalo del muón.
Los fotones oscuros también están siendo buscados en experimentos en otros laboratorios, como el CERN en Ginebra y el Jefferson Lab en Virginia, Estados Unidos. Pero PADME tendrá la ventaja de que al buscar la "masa faltante" de fotones oscuros, permitirá que éstos sean detectados incluso aunque no dejen productos de desintegración detectables en el experimento.
El experimento consistirá en registrar las colisiones que se producen cuando positrones procedentes de un acelerador lineal choquen con los electrones de una película de diamante de 100 micrometros de espesor. Las aniquilaciones resultantes normalmente producirán dos fotones ordinarios, pero si el fotón oscuro existe, en alguna de ellas sólo se crearía un único fotón visible. La masa de la partícula faltante podría entonces calcularse restando el cuadrimomento medido del único fotón visible en cada caso del correspondiente al positrón entrante, trazando un espectro de esta masa faltante y leyendo luego el valor de la masa del pico espectral.
La ejecución inicial del experimento está prevista desde ahora hasta final de año. Durante la mayor parte de este tiempo utilizarán positrones con la máxima energía proporcionada por el linac, 550 MeV, para explorar el mayor rango posible de masas fotónicas oscuras (la masa más alta es de unos 24 MeV). Sin embargo, durante algunas semanas también se tiene la intención de operar a 283 MeV para maximizar la producción de partículas de masa de alrededor de 17 MeV. Esa es la masa de una hipotética nueva partícula que Attila Krasznahorkay del Instituto de Investigación Nuclear de la Academia Húngara de Ciencias y sus colegas, afirmaron en 2015 que se genera cuando el berilio 8 se desintegran radiactivamente. El grupo húngaro hizo su afirmación después de disparar protones a objetivos de litio-7 y observar que los electrones y positrones creados en las subsiguientes desintegraciones tenían una distribución angular inusual. Jonathan Feng y sus colegas de la Universidad de California Irvine calcularon entonces, que la partícula podría ser un nuevo tipo de bosón portador de fuerza.
Aunque PADME está configurado principalmente para buscar desintegraciones invisibles, también viene equipado con detectores de electrones y positrones que pueden utilizarse para comprobar el resultado húngaro. En este caso, las mediciones consistirán en disparar positrones de 283 MeV al objetivo de diamante y registrar el número de electrones y positrones producidos, antes de hacer lo mismo con energías ligeramente más altas y más bajas. Si los húngaros tienen razón, el número de productos de colisión debería disminuir desde el punto álgido de la energía.
Una vez terminado el ensayo inicial, el grupo espera continuar con el experimento en 2019, con datos adicionales que reduzcan el umbral de la fuerza observable de acoplamiento para los fotones oscuros y para el hipotético bosón de 17 MeV.
La web del experimento PADME es Positron Annihilation into Dark Matter Experiment (PADME)
A ver si hay suerte y consiguen cazar algo, saludos.
El experimento se centrará principalmente en el fotón oscuro, que es una versión pesada del fotón ordinario. Predicho por varias extensiones del Modelo Estándar, éste interactuaría tanto con la materia oscura como con la materia ordinaria.
El fotón oscuro no se considera en sí mismo como materia oscura, ya que tendría relativamente poca masa y se desintegraría pronto en la historia del universo. Pero podría proporcionar una "puerta entre el sector visible y el sector oculto" y tal vez también podría ayudar a resolver otros problemas, como el momento magnético anómalo del muón.
Los fotones oscuros también están siendo buscados en experimentos en otros laboratorios, como el CERN en Ginebra y el Jefferson Lab en Virginia, Estados Unidos. Pero PADME tendrá la ventaja de que al buscar la "masa faltante" de fotones oscuros, permitirá que éstos sean detectados incluso aunque no dejen productos de desintegración detectables en el experimento.
El experimento consistirá en registrar las colisiones que se producen cuando positrones procedentes de un acelerador lineal choquen con los electrones de una película de diamante de 100 micrometros de espesor. Las aniquilaciones resultantes normalmente producirán dos fotones ordinarios, pero si el fotón oscuro existe, en alguna de ellas sólo se crearía un único fotón visible. La masa de la partícula faltante podría entonces calcularse restando el cuadrimomento medido del único fotón visible en cada caso del correspondiente al positrón entrante, trazando un espectro de esta masa faltante y leyendo luego el valor de la masa del pico espectral.
La ejecución inicial del experimento está prevista desde ahora hasta final de año. Durante la mayor parte de este tiempo utilizarán positrones con la máxima energía proporcionada por el linac, 550 MeV, para explorar el mayor rango posible de masas fotónicas oscuras (la masa más alta es de unos 24 MeV). Sin embargo, durante algunas semanas también se tiene la intención de operar a 283 MeV para maximizar la producción de partículas de masa de alrededor de 17 MeV. Esa es la masa de una hipotética nueva partícula que Attila Krasznahorkay del Instituto de Investigación Nuclear de la Academia Húngara de Ciencias y sus colegas, afirmaron en 2015 que se genera cuando el berilio 8 se desintegran radiactivamente. El grupo húngaro hizo su afirmación después de disparar protones a objetivos de litio-7 y observar que los electrones y positrones creados en las subsiguientes desintegraciones tenían una distribución angular inusual. Jonathan Feng y sus colegas de la Universidad de California Irvine calcularon entonces, que la partícula podría ser un nuevo tipo de bosón portador de fuerza.
Aunque PADME está configurado principalmente para buscar desintegraciones invisibles, también viene equipado con detectores de electrones y positrones que pueden utilizarse para comprobar el resultado húngaro. En este caso, las mediciones consistirán en disparar positrones de 283 MeV al objetivo de diamante y registrar el número de electrones y positrones producidos, antes de hacer lo mismo con energías ligeramente más altas y más bajas. Si los húngaros tienen razón, el número de productos de colisión debería disminuir desde el punto álgido de la energía.
Una vez terminado el ensayo inicial, el grupo espera continuar con el experimento en 2019, con datos adicionales que reduzcan el umbral de la fuerza observable de acoplamiento para los fotones oscuros y para el hipotético bosón de 17 MeV.
La web del experimento PADME es Positron Annihilation into Dark Matter Experiment (PADME)
A ver si hay suerte y consiguen cazar algo, saludos.