有什么東西在干擾粒子物理學研究嗎,？

最近，科學家進行了一次針對基本物理學常數的超精密測量實驗,。結果發(fā)現,，一種傳說中的神秘粒子可能并不存在。但具體的實驗結果卻又相當地令人迷惑不解,。

這種神秘的粒子叫暗光子,，是一種假想中的粒子。在假說中,，暗光子和光子是雙胞胎,。它的存在，可以為我們解釋暗物質為何存在,。

此次測量所針對的,，是所謂的精細結構常數,。這個常數決定了電子和光子相互作用的強度，也叫耦合強度,。測量結果在非常大范圍的質量和耦合強度條件下,，排除了暗光子的存在。如果暗光子依然存在,，那么它們的重量可能要比預期的重很多,。

物理學家需要用標準模型，來預測精細結構常數的值,。首先,，需要知道電子的一個物理特性：它的磁矩。此前物理學家測量精細結構常數,，運用的是間接預測法,，是將標準模型預測和磁矩測量實驗結合起來完成的。新的測量實驗更加直接,。

科研人員首先制造了一個“銫原子噴泉”,。他們用銫原子制造了一條單一的原子流。原子流在激光的作用下,，會進入一種特殊的狀態(tài)——疊加態(tài),。處于疊加態(tài)的原子流，能夠同時身處兩個空間位置,。所以這時候的銫原子流實際上變成了互相平行的兩條,，且由完全相同的原子構成。

科研人員隨后將兩條原子流合并,，合并發(fā)生時,，原子流中的原子會和它們自身發(fā)生干涉，科學家利用這一過程,，對原子的運動速度進行計算,。原子的運動速度，能夠反映它們被激光光子擊中時的受力程度,，進而能夠反映耦合強度,。通過這個方法，科研人員可以以空前的精度,，來測算精細結構常數的值,。

那么這個實驗和暗光子有什么關系呢？暗光子和光子一樣,，是一種電磁力的載體,。但是暗光子不會和普通帶電粒子相互作用，而是只和暗物質粒子發(fā)生相互作用,。

暗光子并不是標準模型內的粒子,，因此假如它們存在,，那么實際測量結果，一定會和標準模型的預測不一樣,。也就是說，通過直接測量法獲得的精細結構常數,，一定會和通過間接測量法以及標準模型預測獲得的值有區(qū)別,。

有意思的是，這次測量實驗獲得的數值,，還真的和標準模型預測值不一樣,。但卻不能證明暗光子存在。因為實際情況非常古怪,。

參與研究的科學家表示,，測量所獲的數值確實出現了異常，但這種異常,，卻出現在了完全相反的方向上,。

也就是說，這種差異不但不能證明暗光子存在,，反而證明了暗光子不存在,。

但與此同時，這個結論本身的有效性又出了問題,。

一般來說,，判斷粒子物理學的測量結果是否有效，有一個通用的標準,。一個真正有效的結果,，其隨機性帶來的誤差率，必須小于350萬分之1,，此時其有效性大約是5個西格瑪,。而此次測量結果中出現的差異，其有效性只有2.5個西格瑪,，誤差率達到了200分之1,。遠遠沒有達到通用標準。

然而科研人員認為,，無論如何,，暗光子存在的可能性基本上就被否認掉了。因為雖然其差異的有效性不那么強,，但畢竟是出現在了錯誤的方向上啊,。這就好像我們原以為有小偷在偷我們口袋里的錢，結果卻感覺到,，兜里的錢好像越來越多了一樣,。

參考：http://science./content/360/6385/191