Использование квантовой технологии для ограничения аксионов

Использование квантовой технологии для ограничения аксионов

Используя недавно разработанный усилитель на основе вращения, ученые из Университета науки и технологий Китая (USTC) Китайской академии наук поместили гипотетические аксионы в аксионное окно. Поиски аксионов и аксионоподобных частиц могут дать ключ к разгадке некоторых из самых глубоких загадок нашей Вселенной, таких как темная материя и энергия. Некоторые гипотезы предсказывают, что масса аксиона, вероятно, находится в хорошо мотивированном «аксионном окне» (0,01 мэВ-1 мэВ). Однако существующие лабораторные исследования и астрофизические наблюдения в первую очередь ищут аксионы за пределами аксиального окна. Обмен аксионами между фермионами приводит к экзотическому диполь-дипольному взаимодействию, которое можно обнаружить в лабораторных экспериментах. В этом новом исследовании ученые искали экзотическое диполь-дипольное взаимодействие между поляризованными спинами электронов и нейтронов. Они использовали большую коллекцию электронно-поляризованного рубидия-87 и поляризованного ядерным спином Xeon-129 в качестве двух типов фермионов. Рубидий мог давать необычный сигнал в ядерных спинах Xeon из-за обмена аксионами. Затем поляризованные ядерные спины Xeon-129 используются для резонансного поиска сигнала. Ученые специально продемонстрировали, как долгоживущие спины Xeon-129 функционируют как квантовый предусилитель, который может усилить экзотический сигнал более чем в 40 раз. Электронная связь для диапазона масс аксионов от 0,03 мэВ до 1 мэВ внутри аксионного окна. проф. Пэн Синьхуа из USTC, руководивший исследованием, сказал: «Исследование предлагает чувствительный квантовый метод для выполнения непрямого поиска аксионов с помощью недавно разработанного усилителя на основе вращения. В качестве новой реализации схема усилителя на основе спина расширяет возможности спиновых измерений. Его можно применять для резонансного поиска гипотетических частиц за пределами Стандартной модели, таких как новые темные фотоны со спином 1». Ссылка на журнал: Yuanhong Wang, Haowen Su, et al. Границы аксионов и аксионоподобных частиц в аксионном окне с использованием спинового усилителя. Физика преп. лат. 129, 051801 — опубликовано 25 июля 2022 г. DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.051801

Похожие сообщения

Оставить комментарий

ошибка: