Een van de grootste puzzels in de natuurkunde is dat 85 procent van de materie in ons universum "donker" is:het heeft geen interactie met de fotonen van de conventionele elektromagnetische kracht en is daarom onzichtbaar voor onze ogen en telescopen. Hoewel de samenstelling en oorsprong van donkere materie een mysterie is, we weten dat het bestaat omdat astronomen zijn aantrekkingskracht waarnemen op gewone zichtbare materie zoals sterren en sterrenstelsels.

Sommige theorieën suggereren dat, naast de zwaartekracht, donkere materiedeeltjes kunnen interageren met zichtbare materie door een nieuwe kracht, die tot nu toe aan detectie is ontsnapt. Net zoals de elektromagnetische kracht wordt gedragen door het foton, Men denkt dat deze donkere kracht wordt overgedragen door een deeltje dat "donker" foton wordt genoemd en waarvan wordt voorspeld dat het als bemiddelaar tussen zichtbare en donkere materie werkt.

"Om een ​​metafoor te gebruiken, een anders onmogelijke dialoog tussen twee mensen die niet dezelfde taal spreken (zichtbare en donkere materie) kan worden mogelijk gemaakt door een bemiddelaar (het donkere foton), die de ene taal verstaat en de andere spreekt, " legt Sergei Gninenko uit, woordvoerder van de NA64-samenwerking.

CERN's NA64-experiment zoekt naar handtekeningen van deze interactie tussen zichtbaar en donker met behulp van een eenvoudig maar krachtig natuurkundig concept:het behoud van energie. Een bundel elektronen, waarvan de initiële energie zeer nauwkeurig bekend is, is gericht op een detector. Interacties tussen binnenkomende elektronen en atoomkernen in de detector produceren zichtbare fotonen. De energie van deze fotonen wordt gemeten en moet gelijk zijn aan die van de elektronen. Echter, als de donkere fotonen bestaan, ze zullen aan de detector ontsnappen en een groot deel van de aanvankelijke elektronenenergie wegvoeren.

Daarom, de signatuur van het donkere foton is een gebeurtenis geregistreerd in de detector met een grote hoeveelheid "ontbrekende energie" die niet kan worden toegeschreven aan een proces waarbij alleen gewone deeltjes betrokken zijn, daarmee een sterke hint gevend van het bestaan ​​van het donkere foton.

Indien bevestigd, het bestaan ​​van het donkere foton zou een doorbraak betekenen in ons begrip van het al lang bestaande mysterie van de donkere materie.