Akademik Veri Yönetim Sistemi
TURAN İ. (Yürütücü), Aliyev T. M., SELBUZ L., ZEYREK M. T.
TÜBİTAK Projesi, 2019 - 2023
Yeni Fizik, ya elektrozayıf ölçeğin çok üzerinde ağır bir sektör olarak ya da elektrozayıf teori ile zayıf etkileşimleri olan oldukça hafif bir sektör olarak kendini gösterebilir. Bu projede, ikinci olasılık araştırılmış ve karanlık foton, gizli sektörü (yeni fizik) görünür sektör ile (elektrozayıf teori) vektör portalı aracılığında etkileştiren parçacıklardan biri olarak kabul edilmiştir. Karanlık fotonun, görünür sektör parçacıklarının yüklendiği bir karanlık $U(1)$ grubunun ayar alanı olduğu varsayılmaktadır. İlk olarak, görünür sektör, yalnızca sağ-elli nötrinoların Dirac veya Majorana tipli olma olasılığı ile birlikte (minimal $B-L$ modeli olarak adlandırılır) minimal bir model olarak ele alınmış, daha sonra, elektrozayıf teorinin skaler sektörü genişletilerek iki Higgs Duplet Modeli olarak bilinen çeşitli minimal olmayan modeller elde edilmiştir. Tüm bu minimal ve minimal olmayan modeller çeşitli paket programlar yardımıyla bilgisayar ortamında gerçeklenmiştir. Sonuçların kritik kısımları manuel hesaplamalarla kısmen çapraz kontrol edilmiştir.
Bu projede karanlık foton etkilerinin araştırılması üç farklı kısımda gerçekleştirilmiştir. Bunlar nötrino sektörü, çarpıştırıcı araştırması ve Casimir kuvvetidir. Nötrino sektörü açısından, “Coherent Elastic Neutrino Nucleus Scattering” olarak adlandırılan deneyler ve özellikle COHERENT işbirliği tarafından elde edilen son ölçümler karanlık fotonun aranması için dikkate değer araştırmalardır. Bir diğer ipucu ise elektrozayıf teori sınırları içinde tek-ilmek seviyesinde yer alan nötrinoların elektromanyetik özellikleridir. Modeller çerçevesinde, CEvNS sürecinin tesir kesiti hem Dirac hem de Majorana tipli nötrinolar (İP 1, İP 2) için hesaplanmıştır. CsI ve sıvı argon (LAr) hedefleri için COHERENT verileri, karanlık ayar kuplajı, kinetik karışım parametresi, nötr Higgs alanlarının vakum beklenti değerlerinin oranı ve karanlık foton kütlesi tarafından gerilen çok boyutlu parametre uzayını kısıtlamak için hem tekli hem de çoklu küme tabanlarında ele alınmıştır. Veriler, karanlık foton modellerini karşılaştırmak ve en hassas olanı (İP 3, İP 4) bulmak için kullanılır. Ayrıca nötrinonun elektromanyetik form faktörlerinden biri olan nötrino manyetik momentinin karanlık foton sektörünün mevcut formundan hiçbir katkı almadığı gösterilmiştir (İP 5, İP 6). Daha sonra, alternatif bir elektromanyetik gözlemlenebilir olarak nötrino yük yarıçapı hesaplanmıştır (İP 5, İP 6).
Çarpıştırıcı araştırmasında ise monofoton sinyali, Kompakt Doğrusal Çarpıştırıcı (CLIC) için minimal $B-L$ modeli kullanılarak eldeki sinyalin (İP 10) üretim ve bozunum kanallarında hafif bir karanlık fotonun (MeV-GeV mertebesinde) dolaylı etkilerini araştırmak için analiz edilmiştir. Monofoton sinyalindeki ($\gamma+\slashed{E}$) kayıp enerji ($\slashed{E}$) bir karanlık maddeden ve onun antiparçacığından da ek katkılar alabileceğinden, ve doğrudan karanlık madde aramalarında karanlık foton bir arka plan olarak davranabileceğinden, bu tür olasılıklar da ele alınmıştır.
Proje kapsamında karanlık foton etkilerinin araştırıldığı son kategori Casimir kuvvetidir. Alizzi ve Silagadze tarafından paralel plaka geometrisine hafif bir karanlık foton durumu için katkılar hesaplanmış ve karanlık foton parametrelerine duyarlılığın oldukça zayıf olduğu gösterilmiştir (İP 8, İP 7). Kuvvet Yakınlık Yöntemi (Force Proximity Method) kullanılarak Casimir enerjisi ve kuvveti küre ve plaka geometrisi için hesaplanmıştır (İP 9).