Οι φυσικοί εδώ και καιρό αναζητούν τη σκοτεινή ύλη και νέους τρόπους για να παρατηρήσουν άμεσα διάφορους υποψηφίους για τον ρόλο.
Προσωπικό του Northwestern και του Stanford Universityπανεπιστήμια, καθώς και η Fermilab, παρουσίασαν πρόσφατα μια νέα μέθοδο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αναζήτηση σκοτεινών φωτονίων σε megavolt. Δοκιμάστηκε σε μια μικρή δοκιμή που βοήθησε επίσης τους επιστήμονες να θέσουν νέα όρια στα σκοτεινά φωτόνια της σκοτεινής ύλης.
Η μέθοδος βασίζεται στη χρήση συλλαμβανόμενωνηλεκτρόνια ως συντονιστές υψηλού Q για ανίχνευση σκοτεινής ύλης φωτονίων στην περιοχή μεγαβολτ. Η κύρια υπόθεση είναι ότι εάν ένα σκοτεινό φωτόνιο με ενέργεια πολλών μεγαβολτ εισέλθει σε μια παγίδα με ένα αιωρούμενο ηλεκτρόνιο, τότε το ηλεκτρόνιο διεγείρεται από τη θεμελιώδη κατάσταση στην πρώτη διεγερμένη κατάσταση της κίνησης του κυκλοτρονίου.
Ένα σκοτεινό φωτόνιο πετά μέσα και μετακινεί το ηλεκτρόνιο σε μια υψηλότερη διεγερμένη κατάσταση.
Credit: Harikrishnan Ramani
Λόγω έλλειψης υποβάθρου, μονή διέγερσηένα μόνο δεσμευμένο ηλεκτρόνιο μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια. Ωστόσο, οι επιστήμονες δεν είδαν καμία διαταραχή για αρκετές ημέρες. Έτσι έθεσαν ένα όριο στην ισχύ του μεταδιδόμενου πεδίου σκοτεινού φωτονίου. Οι επιστήμονες βασίστηκαν σε θεωρητικούς υπολογισμούς της αποτελεσματικότητας με την οποία ένα σκοτεινό φωτόνιο θα μπορούσε να παράγει μια τέτοια διέγερση.
Για να δείξουμε την πρακτικότητα του νέουμέθοδο, οι επιστήμονες τη χρησιμοποίησαν για να λάβουν αρχικές μετρήσεις χρησιμοποιώντας ένα μόνο ηλεκτρόνιο. Η δοκιμή έδειξε ότι η στρατηγική τους δεν απαιτούσε υπόβαθρο για την αναζήτηση, η οποία διήρκεσε λίγο περισσότερο από 7 ημέρες.
Οι ερευνητές έθεσαν επίσης ένα νέο όριο σκοτεινής ύλης για τα σκοτεινά φωτόνια, συγκεκριμένα στα 148 GHz (0,6 meV).
Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύτηκαν στο Physical Review Letters.
Διαβάστε περισσότερα:
Ο πυρήνας της Γης σύντομα θα περιστρέφεται προς διαφορετική κατεύθυνση
Μια γιγάντια ηλιακή κηλίδα στρέφεται προς τη Γη. Είναι ορατό με γυμνό μάτι
10 δευτερόλεπτα πιο κοντά στο τέλος του κόσμου: τι θα συμβεί αν χτυπήσει το ρολόι της Κρίσης