Αναζήτηση για υπερελαφριά σωματίδια σκοτεινής ύλης θερμαίνεται
Το κυνήγι για σωματίδια που ονομάζονται αξιόνια, τα οποία μπορεί να αποτελούν τη σκοτεινή ύλη της οποίας η βαρύτητα εμποδίζει τους γαλαξίες να καταρρεύσουν, θερμαίνεται. Το πείραμα της σκοτεινής ύλης Axion (ADMX) στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον στο Σιάτλ έχει επιτέλους φτάσει στην ευαισθησία που απαιτείται για την ανίχνευση αξίων εάν αποτελούν τη σκοτεινή ύλη, αναφέρουν σήμερα οι φυσικοί στο Physical Review Letters . Ωστόσο, οι ερευνητές δεν γνωρίζουν ακριβώς πόσο θα πρέπει να ζυγίζουν τα αξόνια και μπορεί να χρειαστούν χρόνια για να σαρώσουν το εύρος των πιθανών μαζών.
Το axion είναι ένα υποθετικό σωματίδιο που επινοήθηκε πριν από 41 χρόνια για να λύσει ένα πρόβλημα στη θεωρία της ισχυρής πυρηνικής δύναμης, η οποία δεσμεύει τα σωματίδια που ονομάζονται κουάρκ για να δημιουργήσουν πρωτόνια και νετρόνια. Το axion θα μπορούσε, ωστόσο, να φέρει διπλό καθήκον και να τροφοδοτήσει τη σκοτεινή ύλη, η οποία κοσμολογικές μελέτες δείχνουν ότι αποτελεί το 85% της συνολικής ύλης. Μέχρι στιγμής, η σκοτεινή ύλη έχει αποκαλυφθεί μόνο μέσω της βαρύτητάς της, επομένως ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια στη φυσική είναι ποια είναι τα σωματίδια που συνθέτουν τη σκοτεινή ύλη.
Εάν η σκοτεινή ύλη αποτελείται από άξονες που επιπλέουν γύρω, τότε οι φυσικοί θα πρέπει να είναι σε θέση να τα ανιχνεύσουν με ουσιαστικά ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο και ένα απίστευτα ευαίσθητο ραδιόφωνο. Το μαγνητικό πεδίο θα μετατρέψει τα άξονα σε φωτόνια και επειδή τα άξονα είναι πολύ ελαφριά, αυτά τα φωτόνια θα έχουν πολύ χαμηλές ραδιοσυχνότητες και θα πρέπει να παρέχουν ένα εξαιρετικά αχνό ραδιοφωνικό βουητό σε μια ξεχωριστή συχνότητα. Στο νέο τους αποτέλεσμα, οι ερευνητές του ADMX αποκλείουν άξονες στην περιοχή από 2,66 μικροηλεκτρον βολτ έως 2,82 μικροηλεκτρον βολτ - περίπου 5 τρισεκατομμυριοστά της μάζας του ηλεκτρονίου. Εάν η σκοτεινή ύλη αποτελείται καθαρά από αξιόνια, τότε τα σωματίδια πρέπει να έχουν μάζα μεταξύ περίπου 1 μικροηλεκτρονιοβολτ και 100 μικροηλεκτρονιοβολτ, πιστεύουν οι θεωρητικοί. Έτσι, οι ερευνητές του ADMX θα σαρώσουν τώρα τη συχνότητα της περίτεχνης κεραίας ραδιοφώνου τους προς τα πάνω όσο περισσότερο μπορούν, σε περίπου 40 μικροηλεκτρον βολτ. Μείνετε συντονισμένοι.
*Διόρθωση, 10 Απριλίου, 9:50 π.μ.: Μια παλαιότερη εκδοχή αυτής της ιστορίας με εσφαλμένη συντομογραφία μικροηλεκτρονβολτ. Το ελεγχόμενο εύρος μάζας ως κλάσμα της μάζας ηλεκτρονίων έχει επίσης διορθωθεί.
