sv.llcitycouncil.org
Fysik

Nytt verktyg i jakten på mörk materia

Nytt verktyg i jakten på mörk materia



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


Forskare från MIT har föreslagit ett unikt sätt att upptäcka mörk materia genom att simulera en neutronstjärna.

Fysiker har länge vetat att universum är mycket mer än det verkar. Galaxernas gravitationsbeteende kan inte förklaras med den fråga som vi direkt kan observera. Detta ledde forskarna till att föreslå att en ännu oupptäckbar extra massa måste finnas, lämpligt benämnd mörk materia.

[Bildkälla: MIT]

I strävan att förstå universums byggstenar har forskare några ganska imponerande verktyg till sitt förfogande. Varje ny upptäckt som upptäcks vid Large Hadron Collider resulterar i en översvämning av forskningspapper. Ett team av fysiker vid MIT har föreslagit ett nytt experiment för att upptäcka en hittills hypotetisk partikel som kallas en axion. Genom att simulera en extrem uppsättning villkor som finns i en neutronstjärna, kallad magnetar, hoppas de kunna skapa ett magnetfält som är tillräckligt intensivt för att göra axioner "synliga".

Medförfattare till lagens senaste tidning, docent Jesse Thaler, berättade för MIT News:

”Axions är väldigt konstiga, kontraintuitiva partiklar. De är extremt lätta, med svaga interaktioner, och ändå kan denna partikel dominera universums materiabudget och vara fem gånger mer rikligt av massa än vanlig materia. Så vi var tvungna att tänka hårt om dessa partiklar i princip är detekterbara med hjälp av nuvarande teknik. Det är extremt skrämmande. ”

Experimentet är inriktat på en enhet med en fantastisk akronym: ABRACADABRA (A Broadband / Resonant Approach to Cosmic Axion Detection with an Amplifying B-field Ring Apparatus). Enheten arbetar vid temperaturer strax över absolut noll och består av magnetiska spolar inslagna i supraledande metall.


[Bildkälla: MIT]

Forskare hoppas att det nya tillvägagångssättet kan leda till insikter i Strong CP (charge parity) -problemet. Detta pågående mysterium handlar om vad medförfattare Benjamin Safdi kallar "neutronernas likgiltighet gentemot elektriska fält". Han förklarade:

”Vi förväntar oss inte att neutroner accelererar i närvaro av ett elektriskt fält eftersom de inte bär elektrisk laddning, men du kan förvänta dig att de roterar. Det beror på att vi förväntar oss att de har ett elektriskt dipolmoment, där du kan tänka på en neutron som har en plusladdning på ena sidan och en minusladdning på den andra. Men från vår nuvarande förståelse existerar inte denna rotationseffekt, medan teorin säger att den borde. ”

Axionen kan vara ansvarig för detta udda beteende. Fysiker har föreslagit att axionen kan ta bort en neutrons elektriska dipolmoment, med de resulterande magnetiska resultaten detekterbara genom experiment.

Hur MIT vill tillämpa informationen

Docent Thaler säger att arbetet är uppmuntrande: "Det är väldigt spännande att säga att det kan finnas en partikel som tjänar detta djupa syfte, och ännu mer om vi skulle upptäcka närvaron av dessa partiklar i form av mörk materia."

Baserat på arbete från University of Washington, ser MIT-teamet att bredda forskningsområdet med hjälp av det föreslagna experimentet. Docent Thaler förklarade:

Strong CP-problemet är associerat med huruvida en neutronsnurr svarar på elektriska effekter, och du kan tänka på en magnetar som en gigantisk snurrning med stora magnetfält. Om axioner kommer in och ändrar kärnämnets egenskaper för att lösa Strong CP-problemet kan axioner kanske interagera med denna magnetar och låta dig se det på ett nytt sätt. Så de subtila effekterna av axioner bör förstärkas. ”

Andra forskare är hoppfulla. Assistent Professor Gray Rybka, från University of Washington, saFörst nyligen har det funnits många bra idéer att söka efter [lågfrekventa axioner]. Experimentet som föreslås här bygger på tidigare idéer och, om författarna har rätt, kan det vara den mest praktiska experimentkonfigurationen som kan utforska några av de troliga axionsregimerna med lägre frekvens. ”

Docent Thaler instämde i:

”Vi har ett instrument som är känsligt för många våglängder, och vi kan kittla det med en axion av en viss våglängd, och ABRACADABRA kommer att resonera. Och vi kommer att gå in i okartat territorium, där vi möjligen kan se mörk materia från denna prototyp. Det skulle vara fantastiskt. ”

SE OCH: Partiklar som färdas snabbare än ljusets hastighet

Via:MIT

Skriven av Jody Binns


Titta på videon: Elitens kunskap