• 0

Использование самого холодного материала Вселенной в новом поиске темной материи

Ученые смогли наблюдать Вселенную и определить, что около 80% ее массы, по-видимому, составляет темная материя, которая создает гравитационное притяжение, но не взаимодействует со светом и, следовательно, не может быть видна с помощью телескопов. Наше современное понимание космологии и ядерной физики предполагает, что темная материя может состоять из аксионов, гипотетических частиц с необычными свойствами симметрии.

В новой статье, опубликованной в Physical Review Letters и выделенной в качестве предложения редактора, исследователи ICFO сообщают о поисках аксионов, используя уникальные свойства бозе-эйнштейновских конденсатов (БЭК).

Аксион, если он существует, подразумевает экзотические спин-зависимые силы. Магнетизм, самая известная сила, зависящая от спина, заставляет электроны направлять свои спины вдоль магнитного поля, как стрелка компаса, указывающая на север. Магнетизм переносится виртуальными фотонами, тогда как экзотические спин-зависимые силы переносятся виртуальными аксионами (или аксионоподобными частицами). Эти силы будут действовать как на электроны, так и на ядра, и будут создаваться не только магнитами, но и обычным веществом. Чтобы узнать, существуют ли аксионы, хороший способ – это посмотреть, предпочитают ли ядра указывать на другую материю.

Несколько экспериментов уже ищут эти силы, используя комагнетометры, которые являются парными магнитными датчиками в одном месте. Сравнивая сигналы двух датчиков, эффект обычного магнитного поля можно нейтрализовать, оставляя только эффект новой силы. До сих пор комагнетометры могли только искать зависящие от спина силы, которые достигают около метра или более. Для поиска зависимых от спина сил ближнего действия необходим меньший комагнитометр.

Бозе-эйнштейновские конденсаты (БЭК) – это газы, охлажденные почти до абсолютного нуля . Поскольку BEC являются сверхтекучими, составляющие их атомы могут свободно вращаться в течение нескольких секунд без какого-либо трения, что делает их исключительно чувствительными как к магнитным полям, так и к новым экзотическим силам. BEC также очень маленький, размером около 10 микрометров. Однако для создания BEC-комагнетометра необходимо решить сложную задачу: как разместить два BEC-магнитометра в одном небольшом объеме.

В своем исследовании Гомес и его коллеги сообщают, что им удалось решить эту проблему с помощью двух разных внутренних состояний одного и того же BEC 87Rb, каждое из которых действует как отдельный, но совмещенный магнитометр. Результаты эксперимента подтверждают предсказанную высокую невосприимчивость к шуму от обычного магнитного поля и способность искать экзотические силы с гораздо более короткими диапазонами, чем в предыдущих экспериментах. Помимо поиска аксионов, методика также может улучшить точность измерений физики ультрахолодных столкновений и исследования квантовых корреляций в БЭК.

По материалам Scitechdaily

-=GadzzillA=-

Компьютерный системный администратор, веб-огородник, IT-шник, специалист по строительным материалам, создатель и администратор проекта "Лаборатория Рабочих Столов"

Вас также может заинтересовать...

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

 

Цей сайт використовує Akismet для зменшення спаму. Дізнайтеся, як обробляються ваші дані коментарів.