Fysiker har utvecklat en metod för att söka efter elementarpartiklar med hjälp av kvantteknologi

Forskare från University of Science and Technology i Kina och Helmholtz Institute i Mainz använde

spinnförstärkare för att begränsa hypotetiska oscillationer av axioner inom "axionsfönstret". Detta kommer att hjälpa till att utforska ett stort antal parametrar för hypotetiska partiklar.

Utbytet av axioner mellan fermioner leder tillforskare förklarar den exotiska dipol-dipol-interaktion som kan detekteras i laboratorieexperiment. I arbetet, publicerat i tidskriften Physical Review Letters, använde forskarna en stor uppsättning polariserade elektroner från rubidium-87 och polariserade kärnspinn från xenon-129 som två typer av fermioner.

Experimentuppställning. Bild: Yuanhong Wang et al., Physical Review Letters

Under utbytet av axioner genereras rubidiumexotisk signal på xeonens kärnspinn, och de används redan för resonanssökning efter signalen.  Forskarna visade att de långlivade spinnen av xenon-129 fungerar som en kvantförförstärkare, som kan öka den exotiska signalen med mer än 40 gånger för axionsmassan inom "axionsfönstret" (0,03 meV till 1 meV). 

Att öka känsligheten i det önskade området, som författarna till arbetet tror, ​​ökar chanserna att studera elementarpartiklar.

Axion - hypotetisk neutralpseudoskalär elementarpartikel förutspådd av Peccei-Quinn-teorin. Om axioner finns och har låg massa i ett visst område är de av intresse som en möjlig komponent i kall mörk materia. Dessa partiklar kan hålla nyckeln till att förklara några av de djupaste mysterierna i vårt universum, såsom mörk materia och laddningsparitetsbrott i de starka interaktionerna.

Flera nya teorier har förutspått att massornaaxioner ligger med största sannolikhet i "axionsfönstret" (0,01 meV – 1 meV). Men befintliga laboratorieexperiment och astrofysiska observationer letar mest efter dessa partiklar utanför det önskade intervallet.  

Forskare noterar att metoden att användaKvant-"förstärkaren" kan också användas för att söka efter andra elementarpartiklar utanför standardmodellen. Till exempel nya mörka fotoner med spin 1.

Läs mer:

Forskare filmade en märklig varelse med tentakler, som de antog för en blomma

Överljudsplanet kommer att flyga med en hastighet av 2 000 km/h och korsa havet på 3,5 timmar

En utom kontroll kinesisk raket kommer snart att falla tillbaka till jorden. Vad händer