Хамелеон частица - Chameleon particle

Хамелеон

Сочинение	Неизвестный
Взаимодействия	Сила тяжести, электрослабый
Положение дел	Гипотетический
Масса	Переменная, в зависимости от плотности окружающей среды
Электрический заряд	0
Вращение	0

В хамелеон это гипотетический скалярная частица что связано с материей слабее гравитации,^[1] постулируется как темная энергия кандидат.^[2] Из-за нелинейного самовзаимодействия он имеет переменную эффективную массу, которая является возрастающей функцией плотности окружающей энергии - в результате диапазон силы, опосредованной частицей, по прогнозам, будет очень мал в областях с высокой плотность (например, на Земле, где она меньше 1 мм), но намного больше в межгалактических регионах с низкой плотностью: модели хамелеонов в космосе допускают диапазон до нескольких тысяч парсек. В результате этой переменной массы гипотетический пятая сила при посредничестве хамелеона может избежать текущих ограничений на принцип эквивалентности нарушение, полученное в результате земных экспериментов, даже если оно соединяется с материей с силой, равной или большей, чем сила тяжести. Хотя это свойство позволило бы хамелеону управлять наблюдаемым в настоящее время ускорением расширение вселенной, это также очень затрудняет экспериментальную проверку.

Гипотетические свойства

Частицы-хамелеоны были предложены в 2003 году Хури и Велтманом.

В большинстве теорий хамелеоны имеют массу, которая масштабируется как некоторая степень локальной плотности энергии: ${displaystyle m_{ ext{eff}}sim ho ^{alpha }}$, куда ${displaystyle alpha simeq 1}$.

Хамелеоны также взаимодействуют с фотонами, позволяя фотонам и хамелеонам колебаться между собой в присутствии внешнего магнитное поле.^[3]

Хамелеоны могут быть заключены в полые контейнеры, потому что их масса быстро увеличивается по мере того, как они проникают через стенку контейнера, заставляя их отражаться. Одна из стратегий экспериментального поиска хамелеонов - направить фотоны в полость, удерживая произведенных хамелеонов, а затем выключить источник света. Хамелеоны будут обозначаться наличием послесвечения, поскольку они снова распадаются на фотоны.^[4]

Экспериментальные поиски

В ряде экспериментов пытались обнаружить хамелеонов вместе с аксионы.^[5]

Эксперимент GammeV^[6] это поиск аксионов, но также использовался для поиска хамелеонов. Он состоит из цилиндрической камеры, вставленной в 5 Т магнитное поле. Концы камеры представляют собой стеклянные окна, через которые свет лазера попадает, а послесвечение выходит. GammeV установил ограниченную связь с фотонами в 2009 году.^[7]

Результаты CHASE (CHameleon Afterglow SEarch), опубликованные в ноябре 2010 г.,^[8] улучшить ограничения на массу на 2 порядка и на 5 порядков для взаимодействия фотонов.

Измерение нейтронного зеркала в 2014 г. исключило поле хамелеона для значений константы связи. ${displaystyle eta >5.8 imes 10^{8}}$,^[9] где эффективный потенциал квантов хамелеона записывается как ${displaystyle V_{ ext{eff}}=V(Phi )+e^{eta Phi /M'_{ ext{P}}}ho }$, ${displaystyle ho }$ массовая плотность окружающей среды, ${displaystyle V(Phi )}$ потенциал хамелеона и ${displaystyle M'_{ ext{P}}}$ приведенная масса Планка.

В Солнечный телескоп Axion в ЦЕРН был предложен как инструмент для обнаружения хамелеонов.^[10]

Рекомендации

Примечания

1. Чо, Адриан (2015). «Крошечный фонтан из атомов дает большое понимание темной энергии». Наука. Дои:10.1126 / science.aad1653.
2. Хури, Джастин; Велтман, Аманда (2004). «Космология хамелеонов». Физический обзор D. 69 (4): 044026. arXiv:Astro-ph / 0309411. Bibcode:2004ПхРвД..69д4026К. Дои:10.1103 / PhysRevD.69.044026. S2CID  119478819.
3. Erickcek, A. L .; Барнаби, N; Burrage, C; Хуанг, Z (2013). «Катастрофические последствия удара хамелеона ногой». Письма с физическими проверками. 110 (17): 171101. arXiv:1204.1488. Bibcode:2013ПхРвЛ.110б1101С. Дои:10.1103 / PhysRevLett.110.021101. PMID  23679701. S2CID  118730981.
4. Стеффен, Джейсон Х .; Гаммев Коллаборация (2008). «Ограничения на хамелеоны и аксионоподобные частицы из эксперимента GammeV». Труды «Идентификации темной материи 2008». 18-22 августа 2008 г., Стокгольм, Швеция. 2008. п. 064. arXiv:0810.5070. Bibcode:2008idm..confE..64S.
5. Рыбка, Г; Хотц, М; Розенберг, Л. Дж .; Asztalos, S.J .; Carosi, G; Hagmann, C; Кинион, Д; Ван Биббер, К; Хоскинс, Дж; Мартин, C; Sikivie, P; Таннер, Д. Б.; Брэдли, Р. Кларк, Дж (2010). «Поиск скалярных полей хамелеонов с помощью аксионного эксперимента с темной материей». Письма с физическими проверками. 105 (5): 051801. arXiv:1004.5160. Bibcode:2010PhRvL.105a1801B. Дои:10.1103 / PhysRevLett.105.051801. PMID  20867906. S2CID  55204188.
6. Эксперимент GammeV в Фермилаб
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 .; Ян, X .; Ю, Дж. (22 января 2009 г.). «Поиск частиц хамелеона с использованием техники регенерации фотонов». Письма с физическими проверками. 102 (3): 030402. arXiv:0806.2438. Bibcode:2009PhRvL.102c0402C. Дои:10.1103 / PhysRevLett.102.030402. PMID  19257328. S2CID  12327360.
8. Стеффен, Джейсон Х. (2010). «Лаборатория CHASE по поиску темной энергии хамелеона». Материалы 35-й Международной конференции по физике высоких энергий (ICHEP 2010). 22-28 июля 2010 г. Париж, Франция.. 2010. п. 446. arXiv:1011.3802. Bibcode:2010iche.confE.446S.
9. Jenke, T .; Cronenberg, G .; Burgdörfer, J .; Чижова, Л. А .; Geltenbort, P .; Иванов, А. Н .; Лауэр, Т .; Линс, Т .; Роттер, С .; Saul, H .; Schmidt, U .; Абеле, Х. (16 апреля 2014 г.). «Спектроскопия гравитационного резонанса ограничивает сценарии темной энергии и темной материи». Письма с физическими проверками. 112 (15): 151105. arXiv:1404.4099. Bibcode:2014PhRvL.112o1105J. Дои:10.1103 / PhysRevLett.112.151105. PMID  24785025. S2CID  38389662.
10. В. Анастассопулос; М. Арик; С. Ауне; К. Барт; А. Белов; Х. Бройнингер; . . . К. Зиутас (16 марта 2015 г.). «Ищите хамелеонов с CAST». Письма по физике B. 749: 172–180. arXiv:1503.04561. Bibcode:2015ФЛБ..749..172А. Дои:10.1016 / j.physletb.2015.07.049. S2CID  59375694.

Записи в журнале

• Хури, Дж .; Вельтман, А. (2004). «Поля-хамелеоны: ждем сюрпризов для испытаний на гравитацию в космосе». Письма с физическими проверками. 93 (17): 171104. arXiv:Astro-ph / 0309300. Bibcode:2004PhRvL..93q1104K. Дои:10.1103 / PhysRevLett.93.171104. PMID  15525066. S2CID  17570608.
• Хури, Дж .; Вельтман, А. (2004). «Космология хамелеонов». Физический обзор D. 69 (4): 044026. arXiv:Astro-ph / 0309411. Bibcode:2004ПхРвД..69д4026К. Дои:10.1103 / PhysRevD.69.044026. S2CID  119478819.
• Brax, P .; ван де Брук, Ц .; Дэвис, А.-К.; Хури, Дж .; Вельтман, А. (2004). «Обнаружение темной энергии на орбите: космологический хамелеон». Физический обзор D. 70 (12): 123518. arXiv:Astro-ph / 0408415. Bibcode:2004ПхРвД..70л3518Б. Дои:10.1103 / PhysRevD.70.123518. S2CID  119100816.

внешняя ссылка