Σκοτεινό φωτόνιο

Το σκοτεινό φωτόνιο είναι υποθετικό στοιχειώδες σωματίδιο, που προτείνεται ως φορέας για την ηλεκτρομαγνητική δύναμη  στη σκοτεινή ύλη. Τα σκοτεινά φωτόνια θεωρητικά θα πρέπει να είναι ανιχνεύσιμα από την ανάμειξη τους με το συνηθισμένα φωτόνια, και την επακόλουθη επίδραση στις αλληλεπιδράσεις των γνωστών σωματιδίων.

Τα σκοτεινά φωτόνια προτάθηκαν το 2008 από τους Λότι Άκερμαν, Matthew R. Buckley, Sean M. Carroll, και Marc Kamionkowski ως  φορέας ενέργειας στο πλαίσιο μιας νέας μεγάλης εμβέλειας U(1) θεωρίας βαθμίδας, "σκοτεινού ηλεκτρομαγνητισμού", που επιδρά στη σκοτεινή ύλη. Όπως τα συνηθισμένα φωτόνια τα σκοτεινά φωτόνια θα πρέπει να έχουν μηδενική μάζα.

Τα σκοτεινά φωτόνια προτάθηκαν ως μια πιθανή αιτία της λεγόμενης "g–2 ανωμαλίας" που επιβεβαιώθηκε από το πείραμα E821 στο Brookhaven National Laboratory, , το οποίο φαίνεται να είναι τρεις έως τέσσερις τυπικές αποκλίσεις πάνω τις αξίες του καθιερωμένου Πρότυπου του Hagawara , Davier  και άλλων Ωστόσο, σκοτεινά φωτόνια είχαν σε μεγάλο βαθμό αποκλειστεί ως αιτία της ανωμαλίας από πολλά πειράματα, συμπεριλαμβανομένου του  ανιχνευτή PHENIX στο  Relativistic Heavy Ion Collider στο Brookhaven. Ένα νέο πείραμα στο Φέρμιλαμπ, το πείραμα Muon g-2, αναμένεται να παράγει τέσσερις φορές καλύτερη ακρίβεια από το πείραμα Brookhaven.

Γενικότερα, ένα σκοτεινό φωτόνιο είναι ένα μποζόνιο με σπιν 1 που συνδέεται με μία νέα U(1) θεωρία βαθμίδας. Δηλαδή όπως κάθε νέα δύναμη της φύσης που αναδύεται σε μια θεωρητική επέκταση του καθιερωμένου προτύπου και γενικά συμπεριφέρεται όπως ο ηλεκτρομαγνητισμός. Σε αντίθεση με το συνηθισμένα φωτόνια, τα μοντέλα αυτά διαθέτουν συχνά ένα σκοτεινό φωτόνιο, που είναι ασταθές ή διαθέτει μη-μηδενική μάζα, διασπάται γρήγορα σε άλλα σωματίδια, όπως τα ζεύγη  ηλεκτρόνιο-ποζιτρόνιο . Μπορεί επίσης να αλληλεπιδρά άμεσα με τα γνωστά σωματίδια, όπως ηλεκτρόνια ή μιόνια, αν τα σωματίδια φορτίζονται υπό την νέα δύναμη.

Δείτε επίσης 
 Σκοτεινή ακτινοβολία
 Πέμπτη δύναμη

Αναφορές 

Μποζόνια
Σκοτεινή ύλη
Υποθετικά στοιχειώδη σωμάτια