Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China y del Instituto Helmholtz de Mainz utilizaron
El intercambio de axiones entre fermiones conduce aLos científicos explican la exótica interacción dipolo-dipolo que se puede detectar en experimentos de laboratorio. En el trabajo, publicado en la revista Physical Review Letters, los investigadores utilizaron un gran conjunto de electrones polarizados de rubidio-87 y espines nucleares polarizados de xenón-129 como dos tipos de fermiones.
Configuración experimental. Imagen: Yuanhong Wang et al., Physical Review Letters
Durante el intercambio de axiones, el rubidio generaseñal exótica en los espines nucleares del xeon, y ya se utilizan para la búsqueda resonante de la señal. Los investigadores demostraron que los espines de larga duración del xenón-129 actúan como un preamplificador cuántico, capaz de aumentar la señal exótica en más de 40 veces para la masa del axión dentro de la "ventana del axión" (0,03 meV a 1 meV).
Aumentar la sensibilidad en el rango deseado, como creen los autores del trabajo, aumenta las posibilidades de estudiar partículas elementales.
Axion - hipotético neutralPartícula elemental pseudoescalar predicha por la teoría de Peccei-Quinn. Si los axiones existen y tienen una masa baja en un cierto rango, son interesantes como posible componente de la materia oscura fría. Estas partículas podrían ser la clave para explicar algunos de los misterios más profundos de nuestro Universo, como la materia oscura y la violación de la paridad de carga en las interacciones fuertes.
Varias teorías recientes han predicho que las masasLo más probable es que los axiones se encuentren en la “ventana de axiones” (0,01 meV – 1 meV). Sin embargo, los experimentos de laboratorio y las observaciones astrofísicas existentes buscan principalmente estas partículas fuera del rango deseado.
Los científicos notan que el método de usarEl "amplificador" cuántico también se puede utilizar para buscar otras partículas elementales fuera del Modelo Estándar. Por ejemplo, nuevos fotones oscuros con espín 1.
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