18.11.2018
аксионы и темная материя

Охота на аксионы - частицы темной материи

Рейтинг:  5 / 5

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна
 

Новый детектор в США, возможно, уже в следующем году проявит частицы темной материи – аксионы. Эти удивительно легкие частицы считают вероятными кандидатами на роль составляющих темной материи.

Axion Dark Matter Experiment (ADMX-Experiment) – первый детектор, который может обнаружить аксионы. Если их найти не удастся, ученым придется разрабатывать новую гипотезу.

Хотя темная материя составляет большую часть массы в нашей Вселенной, до сих пор неизвестно, из каких частиц она состоит. Ведь она невидима – и, согласно распространенным предположениям, через свою силу притяжения взаимодействует с нормальной материей. Соответственно, обнаружить ее экзотические частицы очень сложно.

Другая проблема заключается в том, что физики еще не пришли к согласию, в каком массовом диапазоне они должны искать эти частицы. На протяжении длительного времени кандидатами на роль составляющих темной материи считали так называемые слабовзаимодействующие массивные частицы (вимпы). Они должны быть примерно в 1000 раз тяжелее, чем протоны. Однако до сих пор даже самые чувствительные датчики не смогли обнаружить и следа таких вимпов. Некоторые физики защищают вариант участия сильновзаимодействующих массивных частиц (симпов).

И немало ученых отдают предпочтение другому кандидату – аксиону, частице, которая должна была бы быть в миллиарды раз легче, чем электрон, и из-за этого значительно многочисленнее. Чтобы ее выявить, на протяжении последних лет ученые работали над разработкой и созданием специального детектора – эксперимент аксионов темной материи (Axion Dark Matter Experiment, ADMX).

Сегодня ADMX готов: первые измерения доказали, что он достаточно чувствителен, чтобы обнаружить аксионы – если они вообще существуют – уже в течение следующего года. «Открытие может произойти в любой момент на протяжении последующих лет, – сказал Арон Чоу (Aaron Chou) из Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми, одного из институтов, привлеченных к разработке детектора. – То есть напряженнейшее время поисков аксионов начинается именно сейчас».

Этот детектор ищет аксионы необычным образом: учитывая то, что они очень легенькие, он не будет принимать во внимание столкновения частиц (в отличие от других детекторов). Благодаря этому ADMX функционирует скорее как сверхчувствительный радиоприемник. Он прослушивает протоны, возникающие из преобразования аксионов в сильном магнитном поле.

Но, согласно теории, благодаря волновой природе аксионы также должны перескакивать в определенные частоты. «В принципе, ADMX ведет себя как коротковолновое радио, – пояснил спикер ADMX Грей Рыбка (Gray Rybka) из Вашингтонского университета. – Только мы не знаем частот радиостанций, которые ищем. Из-за этого мы медленно крутим регулятор частот, прислушиваясь. Если частота правильная, в идеале мы должны были бы услышать звук».

Расчеты показывают, что аксионы должны были бы колебаться в частотном диапазоне от нескольких килогерц до нескольких гигагерц.

  1. Последние
  2. Популярные
Загрузка...

Новости технологий сегодня

Самые популярные метки