Forscher der University of Science and Technology of China und des Helmholtz-Instituts in Mainz genutzt
Der Austausch von Axionen zwischen Fermionen führt zuWissenschaftler erklären die exotische Dipol-Dipol-Wechselwirkung, die in Laborexperimenten nachgewiesen werden kann. In der in der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlichten Arbeit verwendeten die Forscher einen großen Satz polarisierter Elektronen von Rubidium-87 und polarisierte Kernspins von Xenon-129 als zwei Arten von Fermionen.
Versuchsaufbau. Bild: Yuanhong Wang et al., Physical Review Letters
Beim Austausch von Axionen entsteht Rubidiumexotisches Signal auf den Kernspins des Xeon, und sie werden bereits für die resonante Suche nach dem Signal verwendet. Die Forscher zeigten, dass die langlebigen Spins von Xenon-129 als Quantenvorverstärker fungieren und das exotische Signal für die Axionmasse innerhalb des „Axionfensters“ (0,03 meV bis 1 meV) um mehr als das 40-fache erhöhen können.
Die Erhöhung der Empfindlichkeit im gewünschten Bereich, so glauben die Autoren der Arbeit, erhöht die Chancen, Elementarteilchen zu untersuchen.
Axion – hypothetisch neutralNach der Peccei-Quinn-Theorie vorhergesagtes pseudoskalares Elementarteilchen. Wenn Axionen existieren und in einem bestimmten Bereich eine geringe Masse aufweisen, sind sie als möglicher Bestandteil der kalten Dunklen Materie von Interesse. Diese Teilchen könnten der Schlüssel zur Erklärung einiger der tiefsten Geheimnisse unseres Universums sein, wie etwa der Dunklen Materie und der Verletzung der Ladungsparität bei den starken Wechselwirkungen.
Mehrere neuere Theorien haben vorhergesagt, dass die MassenAxionen liegen höchstwahrscheinlich im „Axionfenster“ (0,01 meV – 1 meV). Bestehende Laborexperimente und astrophysikalische Beobachtungen suchen jedoch meist nach diesen Teilchen außerhalb des gewünschten Bereichs.
Wissenschaftler stellen fest, dass die Methode der VerwendungMit dem Quanten-„Verstärker“ kann auch nach anderen Elementarteilchen außerhalb des Standardmodells gesucht werden. Zum Beispiel neue dunkle Photonen mit Spin 1.
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