Поиск темной материи с помощью галоскопа
AstroNews.ru - 14 Апреля 2022 21:30:33
В новой статье в журнале European Physical Journal Plus представлен новый метод поиска типа темной материи, известного как аксионы; модифицированная версия этого метода может найти полезное применение в реальной жизни.
В настоящее время считается, что большая часть Вселенной состоит из темной материи - загадочных веществ, которые, поскольку они не взаимодействуют со светом или любым другим видом электромагнитного излучения, практически невозможно обнаружить. Физики искали ее десятилетиями, используя различные методы; Николо Крешини, ныне сотрудник Института Неэль в Гренобле, Франция, разработал новый метод поиска одного из видов темной материи - аксионов, работая в Лаборатории Национали ди Легнаро в Падове, Италия.
Аксионы - это гипотетические частицы, которые были введены в 1970-х годах, чтобы заполнить пробел в Стандартной модели физики частиц, а именно проблему сильного CP. "Изучение аксионов - это хороший способ поймать двух зайцев - темную материю и проблему сильного CP - одним выстрелом - аксионом", - говорит Кресчини.
Методы, используемые для поиска аксионов, отличаются от типичных экспериментов по физике частиц, которые включают в себя столкновение быстро движущихся частиц в ускорителях. Вместо этого эксперименты ищут слабые электромагнитные аномалии, которые могут быть обнаружены при чрезвычайно низкой энергии и указывают на связь аксионов с другими фундаментальными частицами.
"Большинство этих экспериментов ищут связь аксионов с фотонами", - добавляет Кресчини. "Этот подход ищет связь с электронами, что более сложно, но может дать более богатые результаты". Он предполагает помещение образца магнитного материала в очень хорошо контролируемую среду, близкую к абсолютному нулю температуры, и наблюдение за ним на предмет аномальных изменений намагниченности, которые могут указывать на активность аксионов. Система представляет собой тип магнитометра, известного как галоскоп в честь гало темной материи Млечного Пути.
Этот эксперимент, названный QUAX (сокращение от "Quaerere Axions", где "quaerere" по-латыни означает "искать"), еще недостаточно чувствителен, чтобы обнаружить аксионы. "Необходимо увеличить его масштабы и использовать более чувствительные датчики", - говорит Кресчини. "Тем не менее, это исследование имеет и практическое применение: мы запатентовали модифицированную версию, которая может быть использована в качестве коммерческого магнитометра".