Физики разработали метод поиска элементарных частиц с помощью квантовых технологий

Ученые предлагают использовать чувствительный квантовый метод для непрямого поиска аксионов и аксионоподобных частиц. Об исследовании сообщает Китайская академия наук.

Исследователи из Университета науки и технологий Китая и Института Гельмгольца в Майнце использовала спиновый усилитель для ограничения гипотетических колебаний аксионов в пределах «аксионного окна». Это поможет исследовать большое количество параметров гипотетических частиц.

Обмен аксионами между фермионами приводит к экзотическому диполь-дипольному взаимодействию, которое можно обнаружить в лабораторных экспериментах, объясняют ученые. В работе, опубликованной в журнале Physical Review Letters, исследователи использовали большой набор поляризованных электронов рубидия-87 и поляризованных ядерных спинов ксенона-129 в качестве двух видов фермионов. 

Экспериментальная установка. Изображение: Yuanhong Wang et al., Physical Review Letters

В процессе обмена аксионами рубидий генерирует экзотический сигнал на ядерных спинах ксеона, а они уже используются для резонансного поиска сигнала.  Исследователи показали, что долгоживущие спины ксенона-129 действуют как квантовый предусилитель, способный увеличить экзотический сигнал более чем в 40 раз для массы аксиона в пределах «аксионного окна» (от 0,03 мэВ до 1 мэВ). 

Повышение чувствительности в нужном диапазоне, как полагают авторы работы, увеличивают шансы исследования элементарных частиц.

Аксион — гипотетическая нейтральная псевдоскалярная элементарная частица, предсказанная теорией Печчеи — Квинн. Если аксионы существуют и имеют небольшую массу в определенном диапазоне, они представляют интерес как возможный компонент холодной темной материи. Эти частицы могут стать ключом к объяснению некоторых из самых глубоких загадок нашей Вселенной, таких как темная материя и нарушение зарядовой четности при сильных взаимодействиях.

Несколько недавних теорий предсказали, что массы аксионов, скорее всего, лежат в «аксионном окне» (0,01 мэВ – 1 мэВ). Однако существующие лабораторные эксперименты и астрофизические наблюдения в основном ищут эти частицы за пределами нужного диапазона.  

Ученые отмечают, что метод использования квантового «усилителя» может также применяться для поиска других элементарных частиц за пределами Стандартной модели. Например, новых темных фотонов со спином 1.


Читать далее:

Ученые сняли на видео странное существо с щупальцами, которое приняли за цветок

Сверхзвуковой самолет будет летать со скоростью 2 000 км/ч и пересечет океан за 3,5 часа

Вышедшая из-под контроля китайская ракета скоро упадет обратно на Землю. Что происходит

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
ИИ восстановил имя автора свитка, который пережил последний день Помпеи
Наука
Частный лунный модуль вышел на орбиту спутника после двух месяцев полета
Космос
Предок тираннозавра «иммигрировал» в Америку из Азии, считают ученые
Наука
Обновленный Gemini 2.5 Pro от Google возглавил рейтинг ИИ для разработчиков
Новости
Ученые решили проблему, которая мешала запуску термоядерных реакторов почти 70 лет
Наука
Китайское «супероружие» для подводных диверсий оказалось не таким, как считалось
Новости
Отключение мобильного интернета в Москве: какие последствия для бизнеса
Новости
Киберполиция назвала новые схемы мошенников: как они воруют аккаунты на «Госуслугах»
Новости
Хокинг предсказал гибель Земли: оказалось, НАСА сочло угрозу реальной
Наука
Создатель Ethereum признал свои ошибки и решил изменить криптовалюту
Новости
«Ред ОС 8» заработала на Arm-платформах — теперь и на «Байкале»
Новости
Компания Цукерберга использовала уязвимость подростков для рекламы
Новости
Старая модель не работает: ученые ищут новые объяснения устройства Вселенной
Космос
Пыльцевая буря накрыла центр России: что это и как защититься аллергикам
Наука
3400-летние артефакты загадочного племени нашли на вершине потухшего вулкана в Венгрии
Наука
На 3D-принтере напечатали электрод, который работает эффективнее ЭЭГ
Наука
Древесная стружка и ветки: открыт необычный способ мумификации с удивительной эффективностью
Наука
Физики MIT наблюдали квантовые взаимодействия между атомами
Наука
В Перми предложили способ очистки побережья от последствий разлива нефти
Наука
«Уэбб» заглянул сквозь дымку, окутывающую популярные и загадочные экзопланеты
Космос