欧洲核子研究中心紧凑介子螺线管（CMS）实验的科学家们公布了他们寻找一种被称为暗光子的长寿命奇异粒子的最新数据。
暗光子（也称为隐藏光子）与常规光子（光粒子）不同，因为它们被认为具有质量，这使它们成为解释暗物质的主要候选者。暗物质是一个包罗万象的术语，用来描述太空中看似看不见的物质，只能通过其引力效应观察到，但它从未被直接探测到，也没有人确定它到底是什么。
CMS 的物理学家正在努力改变这一现状。与 CERN 其他实验中产生的粒子一样，假设的暗光子将由另一种粒子的衰变产生：希格斯玻色子，该粒子于 20 世纪 60 年代提出，并于 2012年被观察到。希格斯玻色子被认为会衰变成暗光子，然后会衰变成位移μ子。 CMS 协作组织正在努力限制该过程发生的参数。
CERN 的大型强子对撞机于 2022 年 7 月开始第三次运行，其粒子碰撞能力比之前的运行更大。这意味着检测有趣碰撞的 CMS 实验算法（或“触发器”）有更多事件需要筛选，因此有更多机会发现暗光子产生的位移 μ 子。
“我们确实提高了触发位移 μ 子的能力，”CMS 实验的朱丽叶特·阿利梅纳 (Juliette Alimena) 在一份声明中说道。 “这使我们能够收集到比以前更多的 μ 子事件，这些 μ 子距离碰撞点的距离从几百微米到几米不等。得益于这些改进，如果存在暗光子，CMS 现在更有可能找到它们。”
按照粒子标准，暗光子被认为是长寿的：它们存在十亿分之一秒。尽管它们的寿命很长，但它们很难被发现——这就是为什么还没有人这样做的原因。事实上，对暗光子的探索已经持续多年。 “暗光子搜索既简单又具有挑战性，”物理学家 James Beacham在 2018 年告诉 Gizmodo。 “之所以简单，是因为这个概念足够普遍和简单，设计实验搜索非常容易，但也具有挑战性，因为我们真的不知道暗光子可以存在于参数空间中的哪个位置。”
一些科学家正在使用小镜子寻找暗物质，而另一些科学家则试图使用“暗物质无线电”来调谐其频率。在 CMS，物理学家正试图在粒子衰变成μ介子对时发现它们。
为了推动 CMS，大型强子对撞机很快将进行升级。即将推出的高光度大型强子对撞机将使该设施的光度增加 10 倍，并使物理学家需要研究的希格斯玻色子数量增加一个数量级。 HL-LHC 预计将于 2029 年准备好运行。与此同时，LHC 的 Run 3 将持续到 2026 年。
来自对撞机的数据不断产生新的亚原子粒子可供研究，但有些粒子——那些被认为对宇宙暗物质负责的粒子——仍然难以捉摸。最起码到现在。
