Asi tak hodinu a půl cesty z Říma se na svoji misi chystá nový důmyslný experiment, který míří na základní otázky o povaze reality. Italský experiment PADME, čili Positron Annihilation into Dark Matter Experiment, který sídlí v laboratořích Laboratori Nazionali di Frascati (LNF), bude pátrat po stopách páté základní fyzikální síly. Pokud taková síla existuje, tak by mohla být spjatá s vytouženou temnou hmotou a temnou energií, po nichž teď fyzici tak usilovně pasou.
Pátou fyzikální sílou by mohl být „temný elektromagnetismus“, a její působení by v takovém případě zprostředkovávaly temné fotony (dark photons). Navzdory svému jménu ale temné fotony nejsou úplným protějškem fotonů. Mohly by totiž mít určitou nenulovou hmotnost, což by určovalo řadu jejich vlastností. Na lov temných fotonů se teď vydává experiment PADME, který zahájí sběr dat během pár týdnů.
PADME bude fungovat tak, že využije antihmotu k detekci temných fotonů. V experimentu bude paprsek pozitronů, čili antielektronů, bušit do diamantové destičky o tloušťce 100 mikronů. Pozitrony budou bouřlivě reagovat s klasickou hmotou, přičemž dojde k vyzařování fotonů. Vědci projektu PADME jsou přitom přesvědčeni, že při tom může docházet i k vyzařování temných fotonů. Nebudou je detekovat přímo, ale pomocí sofistikovaných detektorů budou detailně studovat klasické fotony. Jejich vlastnosti by badatelům mohly prozradit, jestli se tam objevují i temné fotony, a pokud ano, tak jaké jsou jejich vlastnosti.
V týmu experimentu PADME jsou i maďarští fyzici z Institutu jaderného výzkumu v Debrecínu, kteří v roce 2016 pozorovali rozpady nestabilních jader berylia-8 a dostali se při tom na stopu doposud neznámých částic. Mělo by jít o nový lehký boson, jehož hmotnost spočítali na 17 megaelektronvoltů. Jejich výzkum tehdy rozproudil úvahy o temných fotonech.
Existenci temných fotonů zatím nic moc nenasvědčuje. Experiment PADME by ale mohl dát poměrně jasnou odpověď. V ideálním případě buď existenci temného fotonu vyloučí anebo ji potvrdí. To by nejspíš znamenalo revoluci ve fyzice. Dnešní vysvětlení povahy vesmíru do značné míry závisí na temné hmotě a temné energii. Celá řada jevů ukazuje na jejich existenci, přímý doklad ale stále schází. Experiment PADME je jedním z těch, které by nám takovou odpověď mohly dát.
Literatura
Dark photons at noon | James Beacham | TEDxFultonStreetIFL Science 4. 9. 2018.
Osvětlí nám temnou hmotu temné záření Slunce?
Autor: Stanislav Mihulka (14.02.2016)
Objevili v maďarském experimentu pátou základní sílu?
Autor: Stanislav Mihulka (27.05.2016)
Teoretičtí fyzici potvrdili možnost existence páté základní síly
Autor: Stanislav Mihulka (16.08.2016)
Diskuze:
Temný foton s nenulovou hmotnosti
Davidx Brazina,2018-09-05 01:10:47
Tak nechapu proc tedy ne temne neutrino... Pokud prijmeme kontrukci, ze foton nestarne, protoze vzhledem k jeho rychlosti jiz na cas neni prostor, pak by temna energie/hmota mohla byt protejskem, cas by se hrnul ku predu ale pohyb nulovy. Co by to znamenalo si nedokazu predstavit, ale symetrie, by byla zachovana, a ve finale by to klidne mohla byt ona supersymetrie... No bude to jeste zajimave, treba to muze byt energie virtualnich castic, nevim proc se vsichni tak upli na druh hmoty/energie a ne na samotny projev.
Re: Temný foton s nenulovou hmotnosti
Pavel Pelc,2018-09-05 15:34:32
Z pohledu laika si nejsem jist, zda-li lze regulérně říci, že foton nestárne, či že mu neplyne čas. Dívat se na svět očima fotonu, za předpokladu, že jeho plynutí času je nulové vede ku mnoha sporům. Rozmetá to kauzalitu, prostor, nebo ZZE. Pravděpodobně proto, že foton nemůže být pozorovatelem, tedy stárnutí, respektive plynutí času pro foton nedává význam. Což je něco jiného, než že nestárne. Jak stárnoucí, tak nestárnoucí foton je prostě v rozporu s experimenty, či přímo postrádá logickou konsistenci.
Re: Re: Temný foton s nenulovou hmotnosti
Davidx Brazina,2018-09-05 20:23:38
To že fotonů neplyne čas je přímý důsledek obecné relativity. Opravdu mu čas neplyne. Veškerá energie je dána jeho pohybem. Mimochodem i všechny strunové teorie včetně M teorie s tímto faktem pracuji
Re: Re: Re: Temný foton s nenulovou hmotnosti
Richard Palkovac,2018-09-06 07:17:12
Foton je priamo cas, vytvara nam totiz iluziu casu. Kedze nema pokojovu hmotnost (a stale sa siri rychlostou c), jeho energia nie je dana jeho pohybom, ale jeho frekvenciou.
Re: Re: Re: Re: Temný foton s nenulovou hmotnosti
Davidx Brazina,2018-09-06 12:28:50
No na jeho pohybu taky záleží. Máte záření které se v jistém prostředí šíří rychleji než fotony (cerenkovovo) takže tvrdit že foton je čas moc nejde. Ale jinak souhlas, foton se vždy pohybuje nejkratší možnou cestou, právě z toho důvodu, že nemůže nasuplovat čas. Na rozdíl od zvuku (zvukový ráz, kdy se dá mluvit o zpoždění informace ke světlu, kdežto zpoždění informace světla ke světlu se nijak vyjádřit nedá. Prostě to neexistuje, je to vždy maximální rychlost přenosu informace v časoprostoru).
Re: Re: Re: Re: Re: Temný foton s nenulovou hmotnosti
Richard Palkovac,2018-09-06 12:54:23
Cerenkovo ziarenie sa siri rychlejsie ako svetlo v tom konkrétnom prostredi. To ale neznamena ze sa toto ziarenie siri rychlejsie ako foton. Nic sa nesiri rychlejsie ako foton.
Rychlost svetla v konkrétnom prostredi, nie je rychlost fotonu, foton sa siri svojou rychlostou "c" vzdy medzi dvomi casticami, teda dovtedy, kym nie je pohlteny. Potom moze byt opat vyziareny, ale to je uz iny foton. Prave ten cas medzi pohltenim a vyziarenim je to "zdrzanie" , ktore sposobuje, ze rychlost svetla v prostredi je vzdy mensia ako rychlost fotonu "c".
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Temný foton s nenulovou hmotnosti
Davidx Brazina,2018-09-06 18:38:52
Nemáte pravdu. Pokud se cokoli k čemukoli může šířit rychleji, nemůžete v tomto případě toto vzít jako ekvivalencí času. Tvrdit že foton čas je nesmysl.
Re: Re: Re: Temný foton s nenulovou hmotnosti
Vaclav Prochazka,2018-09-06 14:42:12
OTR je teorií, tedy modelem. My nevíme a ani jsme dosud experimentálně neověřili zda fotonu plyne či neplyne čas. Tedy to, že fotonu neplyne čas faktem není. To, že další teorie s tímto postulátem pracují ukazuje pouze, že jsou navrženy tak, aby byly v tomto bodě konzistentní s OTR.
Re: Re: Re: Re: Temný foton s nenulovou hmotnosti
Richard Palkovac,2018-09-06 15:19:06
O jednej moznosti "starnutia", plynutia casu fotonu, by sme mohli predsa len uvazovat. Ked foton leti rozpinajucim sa priestorom vesmiru, tak "cervenie/rudne" , takze to by sme mohli povazovat za jeho starnutie, ktore prebieha spolocne so starnutim vesmiru. Nemam na mysli Dopplerov jav , ale posun frekvencie fotonu do cervensej casti spektra (stratu jeho energie) v dosledku rozpinania sa priestoru, teda priestor v ktorom foton leti sa natahuje a tym sa natahuje aj jeho vlnova dlzka.
Re: Re: Re: Re: Re: Temný foton s nenulovou hmotnosti
Davidx Brazina,2018-09-06 18:41:16
To bychom ale nemohli pozorovat, protože ten posuv by byl stejný i pro naše receptory. A rozpínání vesmíru určitě nemusí fungovat tak, jako cokoliv na provázku, kde by se to projevilo..
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Temný foton s nenulovou hmotnosti
Richard Palkovac,2018-09-06 18:56:43
Ale ved to uplne jasne pozorujeme ! Tarate tu same nezmysly.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Temný foton s nenulovou hmotnosti
Davidx Brazina,2018-09-06 19:12:00
Jste normalni? Co pozorujeme? na jedne strane mluvite o tom, ze nemluvite o rudem posuvu viz doppler, ale pak tu zase pisete, ze to pry pozorujeme. zadne starnuti fotonu nepozorujeme kolego, to by byl konec par teorii. navic si dovolite psat neco o nesmyslech.... doporucuji si neco precist, treba od greena knihu elegantni vesmir
Re: Re: Re: Re: Re: Temný foton s nenulovou hmotnosti
Karel Rabl,2018-09-09 11:59:42
Sdílím jako laik Váš názor.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Temný foton s nenulovou hmotnosti
Karel Rabl,2018-09-09 12:05:35
Určeno samozřejmě Panu Palkovaci.
Re: Re: Re: Re: Temný foton s nenulovou hmotnosti
Davidx Brazina,2018-09-06 18:44:22
Nejen OTR ale i teorie strun, čili i kvantová a to už je silný dukaz, protože ty teorie se nikde jinde neshodnou, ale tady ano. Cou mimochodem pasuje Na teorii na teorii všeho. Kdyby tam foton stárnul, smyčky by se z hlediska fotonů zavírali a otvíráku, čili by informace trpěli dost velkými problémy. Ale tím že foton nemá čas nese informací o současném stavu a ne o různých stavech najednou.
Re: Re: Re: Re: Re: Temný foton s nenulovou hmotnosti
Davidx Brazina,2018-09-06 18:45:32
Y/i Bleh sorry
Re: Temný foton s nenulovou hmotnosti
Karel Rabl,2018-09-09 11:56:48
Mám podobný názor a jako laik si představuji prostor v jiné časové dimenzi jako z hlediska vnějšího pozorovatele "velmi těžce prostupný" pro hmotu(až teprve černá díra jej prorazí) a propustný pro energii ale "jen" do cca 300tisíc km/h a nemusí se temná hmota skládat z více částic, klidně může být jedna nebo několik na celou galaxii.
A myslím si že foton stárne, ale zanedbatelně pomaleji než hmota která jej vyzářila, protože bychom jej v našem časovém rámci neviděli, podobně jak je tomu u černých děr a možná temné energie.
Re: Re: Temný foton s nenulovou hmotnosti
Richard Palkovac,2018-09-09 15:13:46
Pokial foton leti nemeniacim sa casopriestorom (je taka teoreticka moznost) tak sa s nim nic nedeje, moze letiet do nekonecna a vobec nestraca energiu, nestarne, nemladne.
V praxi sa ale casopriestor "pod fotonom" meni, vacsinou sa rozpina a vtedy foton cervenie, straca energiu a mohli by sme povedat obrazne, ze starne, ako som uz pisal. (Len taka poznamka, tento kozmologicky cerveny posun spektra fotonu nie je sposobeny Dopplerovym javom, ako si to vacsina laikov mysli, ale rozpinanim priestoru. Dopplerov jav tu zohrava len zanedbatelnu ulohu.)
Pokial ale foton leti okolo telesa so silnou gravitaciou, tam nan posobi casopriestor tak, ze tento foton energiu ziskava, zvysuje svoju frekvenciu, cize by sme mohli povedat obrazne, ze mladne.
K ostanym Vasim filozofickym uvaham sa neviem vyjadrit, lebo mi nedavaju zmysel, alebo im nerozumiem.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
