Babar实验缩小了对深色光子的搜索

萨克国家加速器实验室的禁野探测器。(

禁止实验中的数据的新分析规定了理论粒子对Muon Mystery的解释。

在最后几年的运作中，加州北部的粒子撞机被重新分区，寻找新颗粒的迹象，这可能有助于在我们对宇宙的理解中填补一些大空白。

对这一数据的新分析，由能源部劳伦斯伯克利国家实验室（Berkeley Lab）的物理学家联合主导，限制了一种理论粒子的一些隐藏地点 - 黑色光子，也称为重型光子 - 建议帮助解释暗物质的谜团。

在大约240岁的禁场合作中发表了最新结果，发表在日志物理审查信中，增加了先前实验的集合的结果，但尚未发现，理论化深色光子。

“虽然它不排除黑色光子的存在，但是禁止的结果会限制它们可以隐藏的地方，并且明确地排除他们对与被称为μ子的子颗粒的性质相关的另一个有趣的谜团的解释，”迈克尔鲁尼说，巴巴尔发言人和维多利亚大学教授。

暗物质，估计宇宙总质量占85％，只有其引力的相互作用与正常物质才观察到。例如，基于其可见的物质，星系的旋转速率比预期快得多，这表明迄今为止对我们来说是“缺失的”质量。

因此，物理学家一直在研究理论和实验，帮助解释由未被发现的颗粒组成的暗物质，例如，是否有可能有隐藏或“暗”力，管辖这些颗粒之间的相互作用他们自己和可见的事情。黑色光子，如果存在，已经提出作为这种黑色的可能载体。

在加利福尼亚州Menlo Park的SLAC国家加速器实验室使用从2006年到2008年收集的数据，分析团队扫描了单一粒子颗粒的迹象的颗粒碰撞的记录副产品 - 光子 - 缺乏相关颗粒过程。

Babar实验从1999年到2008年在SLAC中跑，从带有正弦的电子碰撞的数据收集数据，它们带正电荷的抗粒子。驾驶Babar驾驶Babar是通过包括SLAC，Berkeley Lab和Lawrence Livermore国家实验室的合作构建的。塔巴尔协作达到了高峰，涉及来自13个国家的630多名物理学家。

莎拉最初旨在研究涉及B夸克的物质与反物质之间行为的差异。与日本的竞争实验同时称为Belle，Babar确认了对理论家的预测，并为2008年诺贝尔奖铺平了道路。伯克利实验室物理学家码头代码提出了1987年禁止禁止的禁止和贝尔的想法，而他是实验室的物理典型主任。

最新分析使用了大约10％的禁止的数据 - 在其最后两年的运营中记录。它的数据收集已重新分为查找物理标准模型中未占的粒子 - 一种粒子和力量构成已知宇宙的一种规则本。

“禁纸对黑暗部门颗粒进行了广泛的竞选活动，这一结果将进一步限制他们的存在，”卡特克的研究教授在这项工作中有助于一个研究教授。

该图表显示了在尚未找到禁止禁止的禁区数据中探索的搜索区域（绿色），与其他实验的搜索区域相比。红色频段显示有利于搜索区域，以确定深色光子是否导致所谓的“G-2异常”，而白面积是深光子的未探测领土之一。(

Yury Kolomensky是伯克利实验室核科学司的物理学家，伯克利伯克利物理系中的一名教职员工说，“探测器中的签名（黑色光子）非常简单：一个高能量的光子，没有任何其他活动。“

许多暗光子理论预测，相关的暗物质颗粒对检测器是看不见的。从束粒子辐射的单个光子，发出电子 - 正电子碰撞，并且不可见的暗光子衰减到暗物质颗粒，在不存在任何其他随附的能量的情况下揭示自己。

当物理学家在2009年提出了黑暗的光子时，它对物理界的新兴趣感兴趣，并促使禁止禁止的数据。Kolomensky监督数据分析，由UC Berkeley本科生Mark Derdzinski和Alexander Giuffrida进行。

“暗光子可以在暗物质和我们的世界之间桥接这种隐藏的鞋面，所以如果我们看到它会很令人兴奋，”Kolomensky说。

暗光子也被假设以解释观察MuOn旋转的性质的差异，并且在标准模型中预测的值。以前所未有的精确度测量这个属性是Fermi National Accelerator实验室Muon G-2（发音为Gee-Dipue-2）实验的目标。

Brookhaven National实验室的早期测量发现，MuOns的这种特性 - 就像一个旋转顶部的旋转顶部，其偏离常量差别 - 从预期的内容下降约0.0002％。被建议为解释这种谜团的一个可能的粒子候选者，并且今年早些时候开始的新一轮实验应该有助于确定异常是否真的是一个发现。

Kolomensky的最新禁止赌本结果（主要是“将这些黑色光子理论排除为G-2异常的解释，有效地关闭了这个特殊的窗口，但它也意味着如果它是一个真实的话，还有其他驱动G-2异常的其他东西影响。”

理论与实验之间是一种共同且不断的相互作用，理论上调整到通过实验设定的新约束，以及寻求新的和调整后理论的灵感的实验，找到用于测试这些理论的下一个证明场所。

Roney表示，科学家一直积极挖掘禁止禁止的数据数据，以利用良好的实验条件和探测器来测试新的理论思想。

“寻找对暗物质的解释是今天物理学中最重要的挑战之一，寻找黑色的光子是禁止贡献的自然方式，”鲁尼表示，加入了许多在世界各地的实验或计划在世界各地寻求解决这个问题。

日本的实验升级，类似于禁止的Babar，称为Belle II，开启明年。“最终，与禁止的禁区相比，Belle II将产生100倍的统计数据，”Kolomensky说。“这样的实验可以探测新的理论和更多州，有效开辟了额外的测试和测量的新可能性。”

“直到Belle II积累了大量数据，Babar将继续下一个几年，以产生这样一个新的有影响力的结果，”鲁尼说。

该研究专为国际禁场协作而参与，其中包括来自美国，加拿大，法国，西班牙，意大利，挪威，德国，俄罗斯，印度，沙特阿拉伯，U.K.，荷兰和以色列的研究人员。该工作得到了美国能源部科学与国家科学基金会的支持;加拿大自然科学与工程研究委员会; CEA和CNRS-IN2P3在法国; BMBF和DFG在德国;意大利infn;在荷兰的FOM;挪威的NFR;俄罗斯的MES; Mineco在西班牙; STFC在U.K。和以色列的BSF和本研究中涉及的美国辛勤人已经获得了欧洲联盟的Marie Curie EIF的支持，以及美国的阿尔弗雷德P. Sloan基金会。

出版物：J.P. LeeS等人。（Babar Collaboration），“搜索在禁止的E + E碰撞中产生的黑色光−子的看不见的衰变，”Phys。莱特牧师119,131804,2017; DOI：10.1103 / physrevlett.119.131804