Предлагаемый коммуникационный портал между светлой и темной сторонами - это нечто, называемое темным фотоном, аналогично знакомому (светлому) фотону электромагнитной силы. Мы не можем напрямую видеть, ощущать вкус или запах темных фотонов, но они могут смешиваться с нашим миром. В этом сценарии темная материя испускает темные фотоны, которые являются относительно массивными частицами. Это означает, что они действуют только в небольшом диапазоне, в отличие от своих легких собратьев. Но иногда темный фотон может взаимодействовать с обычным фотоном, изменяя его энергию и траекторию.
Таким образом, даже с темными фотонами мы не могли видеть темную материю напрямую, но мы могли почувствовать существование темных фотонов, изучая электромагнитные взаимодействия. В небольшой части этих взаимодействий темный фотон может «украсть» энергию у обычного фотона, взаимодействуя с ним.
В статье на arXiv физики объявили о своих результатах после изучения трехлетних данных, полученных с Super Proton Synchrotron, второго по величине ускорителя частиц ЦЕРН. Для этого эксперимента ученые разбили протоны, превратив их в субатомный эквивалент, а затем посмотрели на все «части».
Исследователи нашли электроны в обломках. За три года ученые насчитали более 20 миллиардов электронов с энергией более 100 ГэВ. Поскольку электроны являются заряженными частицами и любят взаимодействовать друг с другом, высокоэнергетические электроны в этом эксперименте также генерируют много фотонов. Если темные фотоны существуют, то им иногда приходится взаимодействовать и отбирать энергию у одного из обычных фотонов - явление, которое в эксперименте проявится как недостаток света.
Этот поиск темных фотонов не дал результатов - все нормальные фотоны присутствовали и были подсчитаны - но это не исключало полностью существование темных фотонов. Вместо этого результат накладывает ограничения на допустимые свойства этих частиц. Если бы они существовали, они были бы низкоэнергетичными (меньше, чем ГэВ по результатам экспериментов) и редко взаимодействовали бы с обычными фотонами.
Тем не менее, поиск темных фотонов продолжается, и в ближайшее время будут проведены эксперименты, в которых будут высказываться дальнейшие предположения о существовании этих частиц в субатомном мире.