Haloskopla karanlık madde aranıyor

içinde yeni bir kağıt Avrupa Fizik Dergisi Artı eksenler olarak bilinen bir tür karanlık maddeyi aramak için yeni bir yöntem sunar; bu tekniğin değiştirilmiş bir versiyonu, faydalı “gerçek hayat” uygulamalarına sahip olabilir.

Evrenin büyük bir bölümünün artık karanlık maddeden, yani ışıkla veya başka herhangi bir elektromanyetik radyasyonla etkileşime girmedikleri için tespit edilmesi neredeyse imkansız olan gizemli maddelerden oluştuğu düşünülüyor. Fizikçiler, farklı teknikler kullanarak onlarca yıldır onu arıyorlar; Şimdi Fransa, Grenoble, Institut Néel’den Nicolò Crescini, Laboratori Nazionali di Legnaro, Padova, İtalya’da çalışırken bir tür karanlık maddeyi, eksenleri aramak için yeni bir yöntem geliştirdi.

Axionlar, 1970’lerde parçacık fiziğinin Standart Modelindeki, yani güçlü CP problemindeki bir boşluğu kapatmak için tanıtılan varsayımsal parçacıklardır. Crescini, “Aksyonları çalışmak, iki kuşu (karanlık madde ve güçlü CP sorunu) tek bir taşla, yani axionla yakalamanın iyi bir yoludur” diyor.

Eksenleri aramak için kullanılan yöntemler, hızlandırıcılarda hızlı hareket eden parçacıkların çarpışmasını içeren tipik parçacık fiziği deneylerinden farklıdır. Bunun yerine, bu deneyler, son derece düşük enerjide tespit edilebilen ve diğer temel parçacıklara bağlanan eksenleri gösteren zayıf elektromanyetik anormallikleri araştırır.

Crescini, “Bu deneylerin çoğu, fotonlarla birleşen eksenleri arar” diye ekliyor. “Bu yaklaşım, daha zorlu ancak daha zengin sonuçlar verebilen elektronlarla eşleşmeyi araştırıyor.” Mutlak sıfır sıcaklığına yakın çok iyi kontrol edilen bir ortama bir manyetik malzeme numunesi yerleştirmeyi ve aksiyon aktivitesini gösterebilecek manyetizasyondaki anormal değişimler için onu izlemeyi içerir. Sistem, Samanyolu’nun Karanlık Madde halesinden sonra haloskop olarak bilinen bir tür manyetometredir.

QUAX (“Quaerere Axions”ın kısaltması, “quaerere”nin Latincede “aramak” anlamına geldiği) adlı bu deney, henüz eksenleri tespit edebilecek kadar hassas değil. Crescini, “Büyütülmesi ve daha hassas sensörlerin kullanılması gerekiyor” diyor. “Yine de, bu araştırmanın pratik uygulamaları da var: ticari bir manyetometre olarak kullanılabilecek değiştirilmiş bir versiyonun patentini aldık.”