به دنبال ماده تاریک با جهان سردترین مواد

دانشمندان شده اند قادر به مشاهده جهان و تعیین کند که حدود 80 درصد از جرم آن به نظر می رسد "ماده تاریک" است که اعمال کشش گرانشی اما ارتباط برقرار کردن با نور و در نتیجه نمی تواند دیده شود و با تلسکوپ. ما درک کنونی از کیهان شناسی و فیزیک هسته ای نشان می دهد که ماده تاریک می تواند ساخته شده از axions hypothetical ذرات با غیر معمول تقارن خواص.

در یک مقاله جدید منتشر شده در Physical Review Letters و برجسته به عنوان یک ویرایشگر پیشنهاد محققان ICFO پو گومز, Ferran مارتین کیار Mazzinghi دانیل Benedicto Orenes و Silvana پلکیس رهبری ICREA پروفسور در ICFO مورگان W. Mitchell, گزارش در مورد چگونه به جستجو برای axions با استفاده از خواص منحصر به فرد از بوز-اینشتین میعانات گازی (BECs).

این axion اگر آن وجود دارد که حاکی از "عجیب و غریب, وابسته به اسپين اند." مغناطیس بهترین و شناخته شده وابسته به اسپين نیروی باعث می شود الکترون ها به نقطه خود را چرخش در امتداد میدان مغناطیسی مانند یک سوزن قطب نما که نقاط شمالی. مغناطیس انجام شده توسط فوتون مجازی در حالی که "عجیب و غریب" چرخش وابسته به نیروهای خواهد بود انجام شده توسط مجازی axions (یا axion مانند ذرات). این نیروها عمل می کند در هر دو الکترون ها و هسته ها و تولید می شود نه فقط توسط آهن ربا بلکه از ماده معمولی. بدانید که اگر axions وجود دارد یک راه خوب این است که نگاه کنید و ببینید اگر هسته ها ترجیح می دهند به نقطه نسبت به دیگر ماده است.

چندین آزمایش در حال حاضر جستجو برای این نیروها با استفاده از "comagnetometers" که زوج هستند سنسورهای مغناطیسی در همان محل. با مقایسه این دو سنسور' سیگنال اثر عادی میدان مغناطیسی می تواند لغو ترک فقط اثر نیروی جدید است. تا کنون comagnetometers تنها شده اند قادر به دنبال چرخش وابسته به نیروهای که رسیدن به حدود یک متر یا بیشتر. به دنبال برد کوتاه اسپین وابسته به نیروهای کوچکتر comagnetometer مورد نیاز است.

بوز اینشتین میعانات گازی (BECs) هستند گازهای سرد نزدیک به صفر مطلق. چون BECs هستند ابرشاره خود تشکیل دهنده اتم رایگان به چرخش برای چند ثانیه بدون هیچ گونه اصطکاک آنها را فوق العاده حساس برای هر دو میدان مغناطیسی و جدید و عجیب و غریب کردند. یک BEC نیز بسیار کوچک در حدود 10 میکرومتر اندازه دارد. به یک BEC comagnetometer اما نیاز به حل یک مشکل مشکل: نحوه قرار دادن دو BEC magnetometers در همان حجم کوچک.

در مطالعه خود گومز و همکارانش گزارش که آنها قادر به حل این مشکل با استفاده از دو نوع مختلف داخلی متحده از همان 87Rb BEC هر یک به عنوان یک اقدام جداگانه اما شرکت واقع مغناطیس. نتایج حاصل از این آزمایش تایید پیش بینی ایمنی بالا به سر و صدا از عادی میدان مغناطیسی و توانایی به دنبال عجیب و غریب با نیروهای بسیار کوتاه تر از محدوده در آزمایش های قبلی. علاوه بر این به دنبال axions این روش نیز ممکن است بهبود دقت اندازه گیری ultracold برخورد فیزیک و مطالعات همبستگی کوانتومی در BECs.

###

لینک به مقاله: https://journals.aps.org/prl/انتزاعی/10.1103/PhysRevLett.124.170401

لینک گروه تحقیقاتی در ICFO https://www.icfo.اتحادیه اروپا/lang/تحقیقات/گروه/گروه های-جزئیات است ؟ group_id=20

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.