我们所知的世界可以通过四种力量来描述:重力,电磁和强弱核心。在粒子物理学的语言中,通过相关的颗粒“介导”中的每一个力:重力的格子,用于电磁的光子,为强力的胶,胶杆为弱力。但是,暗物质的存在表明,可能存在额外的力,其负责介导暗物质颗粒之间的相互作用。如果我们幸运的话,这些相同的调解器可以与可见颗粒相互作用(非常弱!),使得可以检测暗物质。

这种“第五力”的一种可能性是我们昵称深光子的粒子。“黑暗”,因为它主要与暗物质相互作用,因为它与带电粒子的相互作用就像普通光子的相互作用,但是较弱。Unlike the massless photon, the dark photon can be massive, which leads to distinctive experimental signatures: for example, a dark photon radiated from a high-speed electron wants to steal all of the electron’s energy, while an ordinary photon would prefer to sneak away with as little energy as possible. My research is focused on designing novel experiments to detect such dark photons and their interactions with dark and visible matter, and on using a dark photon to explain anomalies in precision low-energy physics.

新力量也可以具有纯度在自然界中的效果。仅耦合的新力量可能会影响MuOn磁矩的值(因为历史原因),并且可以解释为什么该数量的测量和预测值已经差异超过3个标准偏差几十年。这个异常是最近证实了由Fermilab的G-2实验;我的合作者和我展示了一种具有足够能量的μ子撞机,以发现对这种异常负责的新颗粒或力量。由于粒子物理社区为下一代高能量侵占机的齿轮,这提供了强烈的动机,以考虑μ子撞机作为可能的方式。


参考