Το πείραμα λέιζερ θα μπορούσε να εκθέσει τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης

Μακριοί σωλήνες, ισχυροί μαγνήτες και φωτεινά λέιζερ. Είναι αυτό το μόνο που χρειάζεται για να δελεάσουν τα πιο ντροπαλά σωματίδια στο σύμπαν να αποκαλυφθούν;

Οι φυσικοί που εργάζονται στο

ΑΛΠΕΣ II

Το πείραμα σίγουρα το ελπίζει, καθώς ξεκίνησαν την αναζήτησή τους για αξονική (ή σαν αξονική) σκοτεινή ύλη την Τρίτη, 23 Μαΐου. Το ALPS (Any Light Particle Search) είναι ένα πείραμα 820 ποδιών στο Deutsches Elektronen-Synchrotron ή DESY.

ΑΛΠΕΙΣ

Το II ψάχνει για στοιχειώδη σωματίδια που έχουν ακόμη διαφεύγει από την ανθρώπινη παρατήρηση. Αυτά τα σωματίδια πιστεύεται ότι είναι υπεύθυνα για τη λεγόμενη σκοτεινή ύλη, τον όρο «catch all» για το


Το 27% των πραγμάτων στο σύμπαν


που δεν έχει παρατηρηθεί άμεσα, αλλά του οποίου η παρουσία φαίνεται στα φωτοστέφανα της σκοτεινής ύλης και στους βαρυτικούς φακούς.

Σε μεγάλες κλίμακες, τα δακτυλικά αποτυπώματα της σκοτεινής ύλης είναι ξεκάθαρα, αλλά για να προσδιορίσουν τι περιλαμβάνει συγκεκριμένα το άγνωστο υλικό, οι φυσικοί πρέπει να εξετάσουν μερικές από τις μικρότερες κλίμακες.

Υπάρχουν αρκετοί κύριοι υποψήφιοι για τη σκοτεινή ύλη, αλλά οι δύο πρωτοπόροι είναι τα Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs) και τα axions. Τα Axions ονομάζονται για ένα απορρυπαντικό πλυντηρίων ρούχων και είναι μικρότερα από τα WIMP. Στην πραγματικότητα, θεωρούνται ότι είναι τόσο μικρά που συμπεριφέρονται περισσότερο σαν κύματα παρά σαν σωματίδια, παρόμοια με τα φωτόνια του φωτός (μια άλλη υποψήφια σκοτεινή ύλη, τα σκοτεινά φωτόνια, πιστεύεται ότι δρα παρόμοια, εξ ου και το όνομά της).

Μια ιδιότητα των αξιονών είναι ότι μπορούν να εισέλθουν και να εξαφανιστούν — ίσως ακόμη και από συνηθισμένα φωτόνια. Οι Άλπεις

Το πείραμα II έχει σχεδιαστεί για να ανιχνεύει σωματίδια όπως αξιόνια λαμβάνοντας μετρήσεις αυτών των πιθανών αλλαγών, από φωτόνια σε αξιόνια και πάλι. Οι μαγνήτες στο πείραμα, οι οποίοι χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία ενός μαγνητικού πεδίου για να φιλοξενήσουν αυτόν τον μετασχηματισμό φωτονίου προς άξονα, ελήφθησαν από τον επιταχυντή HERA που είχε αποσυρθεί από τότε στο DESY.

ΑΛΠΕΙΣ

Το II χωρίζεται σε δύο μέρη από έναν τοίχο από τον οποίο το φως δεν μπορεί να περάσει, αλλά ένα axion θα μπορούσε. Εάν το φως εμφανιστεί στην μακρινή πλευρά του πειράματος, θα έδειχνε στους επιστήμονες ότι ένα φωτόνιο μετατράπηκε σε ένα αξόνιο, διέσχισε τον τοίχο και επανήλθε σε φωτόνιο.

«Παρά όλα τα τεχνικά μας κόλπα, η πιθανότητα ένα φωτόνιο να μετατραπεί σε άξονα και πάλι πίσω είναι πολύ μικρή», δήλωσε ο Άξελ Λίντνερ, επικεφαλής του έργου στο DESY και εκπρόσωπος της συνεργασίας ALPS, σε ένα DESY.


ελευθέρωση


. Οι πιθανότητες, πρόσθεσε ο Lindner, είναι «σαν να πετάς 33 ζάρια και όλα να έρχονται το ίδιο».

Το πείραμα θα ξεκινήσει την αναζήτησή του σε έναν «εξασθενημένο τρόπο λειτουργίας», σύμφωνα με την έκδοση, για να διευκολυνθεί η διάκριση του φωτός φόντου που θα μπορούσε να δώσει ψευδώς θετικά στοιχεία για την αξονική σκοτεινή ύλη. ΑΛΠΕΙΣ

Το II αναμένεται να φτάσει σε πλήρη ευαισθησία αργότερα φέτος και θα αναβαθμιστεί το σύστημα καθρέφτη του το επόμενο έτος. Τα πρώτα δεδομένα από το πείραμα αναμένονται το 2024.

«Ακόμα κι αν δεν βρούμε σωματίδια φωτός με ALPS, το πείραμα θα μετατοπίσει τα όρια αποκλεισμού για τα υπερελαφριά σωματίδια κατά 1000», είπε ο Lindner. Αυτό θα είναι ένα μεγάλο βήμα, καθώς η αναζήτηση αξόνων μέχρι στιγμής ήταν μια επίπονη διαδικασία αναζήτησης στο πιθανό εύρος μάζας για τα θεωρητικά σωματίδια.

ΑΛΠΕΙΣ

Το II θα ενώσει τις δυνάμεις του με άλλους κολοσσούς ανιχνευτές σκοτεινής ύλης όπως

LUX-ZEPLIN στη Νότια Ντακότα

και

XENON1T κάτω από τα Απέννινα Όρη

στο να μυρίσουμε τη άπιαστη φυσική που περικλείει το σύμπαν.

Περισσότερο

: Αυτό το ραδιόφωνο της σκοτεινής ύλης θα μπορούσε να συντονιστεί σε νέα φυσική