Forskare från University of Adelaide, tillsammans med ett internationellt team av forskare, har gjort betydande framsteg i att reda ut mysterierna med mörk materia, som står för hela 84 % av universums materiainnehåll. Deras fokus har varit på en teoretisk partikel som kallas "mörk foton", som kan hjälpa till att överbrygga klyftan mellan mörk materia och vanlig materia.
Mörk materia, den svårfångade substansen som förblir i stort sett okänd, har fastställts genom gravitationsinteraktioner. Dess exakta natur fortsätter dock att gäcka fysiker över hela världen. Den mörka fotonhypotesen, som förutsätter existensen av en massiv partikel som fungerar som en portal mellan den mörka sektorn och reguljär materia, har fått draghjälp för att förstå denna gåta.
Professor Anthony Thomas, äldre professor i fysik vid University of Adelaide, förklarar, "Vårt arbete visar att hypotesen om mörka foton föredras framför standardmodellhypotesen med en signifikans av 6.5 sigma, vilket utgör bevis för en partikelupptäckt." Denna upptäckt tar oss ett steg närmare förståelsen av mörk materias natur.
Mörk materia är mycket rikligare än vanlig materia, med fem gånger så stor mängd som finns i universum. Fysiker betraktar att avslöja mer om mörk materia som en av de största utmaningarna inom sitt område. Den mörka fotonen, en hypotetisk partikel associerad med den dolda sektorn, har potential att fungera som en kraftbärare för mörk materia.
För att få insikter i mörk materia analyserade forskarteamet effekterna en mörk foton kan ha på experimentella resultat från den djupa oelastiska spridningsprocessen. Denna process innebär att man studerar kollisioner av partiklar som har accelererats till extremt höga energier. Genom att undersöka biprodukterna av dessa kollisioner kan forskare få värdefull information om strukturen i den subatomära världen.
Teamet använde Jefferson Lab Angular Momentum (JAM) parton distributionsfunktion globalt analysramverk, modifierade det för att ta hänsyn till möjligheten av en mörk foton. Deras resultat avslöjade att hypotesen om mörka foton föredras framför standardmodellhypotesen, vilket ger bevis för existensen av denna partikel.
Denna banbrytande forskning öppnar nya möjligheter för att utforska mörk materias komplexa natur. Att förstå mörk materia är inte bara avgörande för att reda ut universums mysterier utan också för att främja vår kunskap om grundläggande fysik.
Källa: Journal of High Energy Physics