Chameleonová částice - Chameleon particle

Chameleón
SloženíNeznámý
InterakceGravitace, elektroslabý
PostaveníHypotetický
HmotnostVariabilní v závislosti na hustotě energie okolí
Elektrický náboj0
Roztočit0

The chameleón je hypotetický skalární částice že páry mají větší slabost než gravitace,[1] předpokládá se jako temná energie kandidát.[2] Díky nelineární vlastní interakci má proměnlivou efektivní hmotnost, která je rostoucí funkcí hustoty energie okolí - ve výsledku se předpokládá, že rozsah síly zprostředkovaný částicemi bude v oblastech s vysokou hustota (například na Zemi, kde je menší než 1 mm), ale mnohem větší v mezigalaktických oblastech s nízkou hustotou: v kosmu umožňují chameleonové modely dosah až několika tisíc parsecs. V důsledku této proměnné hmotnosti je hypotetická pátá síla zprostředkovaný chameleonem je schopen se vyhnout současným omezením princip ekvivalence narušení odvozené z pozemských experimentů, i když spojuje hmotu se silou stejnou nebo větší než síla gravitace. Ačkoli by tato vlastnost umožňovala chameleonovi řídit aktuálně pozorované zrychlení expanze vesmíru, také je velmi obtížné experimentálně testovat.

Hypotetické vlastnosti

Chameleonové částice navrhli v roce 2003 Khoury a Weltman.

Ve většině teorií mají chameleoni hmotnost, která se mění jako nějaká síla místní hustoty energie: , kde .

Chameleoni se také párují s fotony, což umožňuje fotonům a chameleonům mezi sebou oscilovat v přítomnosti vnějšího magnetické pole.[3]

Chameleoni mohou být uvězněni v dutých nádobách, protože jejich hmotnost se rychle zvyšuje, když pronikají stěnou nádoby, což způsobuje, že se odrážejí. Jednou ze strategií, jak experimentálně hledat chameleony, je nasměrovat fotony do dutiny, omezit produkované chameleony a poté vypnout světelný zdroj. Chameleoni by byli indikováni přítomností dosvitu, když se rozpadají zpět na fotony.[4]

Experimentální vyhledávání

Řada experimentů se pokusila detekovat chameleony spolu s osy.[5]

Experiment GammeV[6] je hledání axionů, ale bylo také použito k hledání chameleonů. Skládá se z válcové komory vložené do 5 T magnetické pole. Konce komory jsou skleněná okna, která umožňují vstup světla z laseru a dosvit vystupují. GammeV nastavil omezenou vazbu na fotony v roce 2009.[7]

Výsledky CHASE (Chameleon Afterglow SEarch) zveřejněné v listopadu 2010,[8] vylepšit limity hmotnosti o 2 řády a 5 řádů pro fotonovou vazbu.

Měření neutronového zrcadla z roku 2014 vyloučilo pole chameleonu pro hodnoty vazebné konstanty ,[9] kde je efektivní potenciál chameleonových kvant napsán jako , je hmotnostní hustota prostředí, chameleonský potenciál a snížená Planckova hmotnost.

The Solární dalekohled CERN Axion byl navržen jako nástroj pro detekci chameleonů.[10]

Reference

Poznámky

  1. ^ Cho, Adrian (2015). „Malá fontána atomů jiskří velké pohledy na temnou energii“. Věda. doi:10.1126 / science.aad1653.
  2. ^ Khoury, Justin; Weltman, Amanda (2004). „Chameleonská kosmologie“. Fyzický přehled D. 69 (4): 044026. arXiv:astro-ph / 0309411. Bibcode:2004PhRvD..69d4026K. doi:10.1103 / PhysRevD.69.044026. S2CID  119478819.
  3. ^ Erickcek, A. L .; Barnaby, N; Burrage, C; Huang, Z (2013). „Katastrofické následky kopnutí do chameleona“. Dopisy o fyzické kontrole. 110 (17): 171101. arXiv:1204.1488. Bibcode:2013PhRvL.110b1101S. doi:10.1103 / PhysRevLett.110.021101. PMID  23679701. S2CID  118730981.
  4. ^ Steffen, Jason H .; Gammev Collaboration (2008). "Omezení chameleonů a axionových částic z experimentu GammeV". Sborník „Identifikace temné hmoty 2008“. 18. - 22. srpna 2008, Stockholm, Švédsko. 2008. p. 064. arXiv:0810.5070. Bibcode:2008idm..confE..64S.
  5. ^ Rybka, G; Hotz, M; Rosenberg, L. J .; Asztalos, S. J .; Carosi, G; Hagmann, C; Kinion, D; Van Bibber, K; Hoskins, J; Martin, C; Sikivie, P; Tanner, D. B .; Bradley, R; Clarke, J (2010). Msgstr "Hledejte skalární pole chameleona pomocí experimentu s temnou hmotou axionu". Dopisy o fyzické kontrole. 105 (5): 051801. arXiv:1004.5160. Bibcode:2010PhRvL.105a1801B. doi:10.1103 / PhysRevLett.105.051801. PMID  20867906. S2CID  55204188.
  6. ^ Experiment GammeV ve Fermilab
  7. ^ Chou, A. S .; Wester, W .; Baumbaugh, A .; Gustafson, H. R .; Irizarry-Valle, Y .; Mazur, P.O .; Steffen, J. H .; Tomlin, R .; Upadhye, A .; Weltman, A .; Yang, X .; Yoo, J. (22. ledna 2009). "Vyhledejte částice chameleonů pomocí techniky regenerace fotonů". Dopisy o fyzické kontrole. 102 (3): 030402. arXiv:0806.2438. Bibcode:2009PhRvL.102c0402C. doi:10.1103 / PhysRevLett.102.030402. PMID  19257328. S2CID  12327360.
  8. ^ Steffen, Jason H. (2010). "Laboratoř CHASE hledá energii temného chameleona". Sborník z 35. mezinárodní konference fyziky vysokých energií (ICHEP 2010). 22. - 28. července 2010. Paříž, Francie. 2010. p. 446. arXiv:1011.3802. Bibcode:2010iche.confE.446S.
  9. ^ Jenke, T .; Cronenberg, G .; Burgdörfer, J .; Chizhova, L. A .; Geltenbort, P .; Ivanov, A. N .; Lauer, T .; Lins, T .; Rotter, S .; Saul, H .; Schmidt, U .; Abele, H. (16. dubna 2014). „Spektroskopie gravitační rezonance omezuje scénáře temné energie a temné hmoty“. Dopisy o fyzické kontrole. 112 (15): 151105. arXiv:1404.4099. Bibcode:2014PhRvL.112o1105J. doi:10.1103 / PhysRevLett.112.151105. PMID  24785025. S2CID  38389662.
  10. ^ V. Anastassopoulos; M. Arik; S. Aune; K. Barth; A. Belov; H. Bräuninger; . . . K. Zioutas (16. března 2015). Msgstr "Vyhledat chameleony pomocí. Fyzikální písmena B. 749: 172–180. arXiv:1503.04561. Bibcode:2015PhLB..749..172A. doi:10.1016 / j.physletb.2015.07.049. S2CID  59375694.

Účetní zápisy

externí odkazy