Pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia da China e do Instituto Helmholtz em Mainz usaram
A troca de áxions entre férmions leva aos cientistas explicam a exótica interação dipolo-dipolo que pode ser detectada em experimentos de laboratório. No trabalho, publicado na revista Physical Review Letters, os pesquisadores usaram um grande conjunto de elétrons polarizados do rubídio-87 e spins nucleares polarizados do xenônio-129 como dois tipos de férmions.
Configuração experimental. Imagem: Yuanhong Wang et al., Physical Review Letters
Durante a troca de áxions, o rubídio gerasinal exótico nos spins nucleares do xeon, e eles já são usados para busca ressonante do sinal. Os pesquisadores mostraram que os spins de longa duração do xenônio-129 atuam como um pré-amplificador quântico, capaz de aumentar o sinal exótico em mais de 40 vezes para a massa do áxion dentro da “janela do áxion” (0,03 meV a 1 meV).
Aumentar a sensibilidade na faixa desejada, como acreditam os autores do trabalho, aumenta as chances de estudar partículas elementares.
Axion - hipotético neutropartícula elementar pseudoescalar prevista pela teoria de Peccei-Quinn. Se os áxions existirem e tiverem massa baixa em uma determinada faixa, eles serão de interesse como um possível componente da matéria escura e fria. Estas partículas podem ser a chave para explicar alguns dos mistérios mais profundos do nosso Universo, como a matéria escura e a violação da paridade de carga nas interações fortes.
Várias teorias recentes previram que as massasos áxions provavelmente estão na “janela axônica” (0,01 meV – 1 meV). No entanto, os experimentos de laboratório e observações astrofísicas existentes procuram principalmente essas partículas fora da faixa desejada.
Os cientistas observam que o método de usarO "amplificador" quântico também pode ser usado para procurar outras partículas elementares fora do Modelo Padrão. Por exemplo, novos fótons escuros com spin 1.
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