Vor vier Jahrzehnten schlugen Forscher ein neues Teilchen mit geringer Masse vor, das für die Beantwortung unserer Fragen zur Dunklen Materie von entscheidender Bedeutung sein könnte. Jetzt könnten Physiker der University of Washington ein neues Werkzeug haben, um diese Teilchen zu finden.
Die Forschung wurde im Rahmen des Axion Dark Matter-Experiments ADMX durchgeführt. Das Projekt berichtete, dass erstmals die Empfindlichkeit erreicht wurde, die erforderlich ist, um die Anzeichen von Axionen der Dunklen Materie zu "hören". Der Durchbruch erfolgte nach 30 Jahren im Projekt undDas ADMX-System wird so positioniert, dass es genauer als jedes andere Projekt auf Axionen achtet. Ein neues quantenfähiges Gerät ergänzt das ADMX-System und gibt ihm das benötigte „fehlende Teil“.
"Wenn Sie an ein AM-Radio denken, ist es genau so", sagte Grauer Rybka , Co-Sprecher von ADMX und Assistenzprofessor für Physik an der University of Washington. „Wir haben ein Radio gebaut, das nach einem Radiosender sucht, dessen Frequenz wir jedoch nicht kennen. Wir drehen den Knopf langsam, während wir zuhören.Im Idealfall hören wir einen Ton, wenn die Frequenz stimmt. ”
ADMX dient als Axion-Haloskop, bei dem es sich um einen großen, rauscharmen Funkempfänger handelt. Wissenschaftler stellen das Haloskop auf verschiedene Frequenzen ein und hören auf die Axion-Signalfrequenzen. Axionen interagieren nicht oft mit Materie. Allerdings mit HilfeAufgrund eines starken Magnetfelds und einer dunklen, reflektierenden Box kann ADMX laut Forschern erfolgreich Photonen hören, die erzeugt werden, wenn Axionen elektromagnetische Wellen im Detektor umwandeln.
Diese Methode wurde ursprünglich 1983 von Pierre Sikivie von der University of Florida entwickelt. Seit der Entwicklung dieser ADMX-Idee wurden Experimente und Analysen von Fermilab, der University of Rochester und dem Brookhaven National Laboratory des US-Energieministeriums durchgeführt, um gerechte Hoffnung zu demonstrierenhilfreich ist dieses 'Radio'.
„Die ersten Versionen dieses Experiments mit Verstärkern auf Transistorbasis hätten Hunderte von Jahren gebraucht, um den wahrscheinlichsten Bereich von Axionmassen abzutasten. Mit den neuen supraleitenden Detektoren können wir denselben Bereich auf Zeitskalen von nur wenigen Jahren durchsuchen.”Sagte Gianpaolo Carosi, Co-Sprecher von ADMX und Wissenschaftler am Lawrence Livermore National Laboratory.
"Dieses Ergebnis setzt eine Flagge", sagte Leslie Rosenberg , Professor für Physik an der University of Washington und Chefwissenschaftler für ADMX. “Es zeigt der Welt, dass wir die Empfindlichkeit haben und sehr gut darin sind, das Axion zu finden. Es wird keine neue Technologie benötigt. Wir brauchen keineein Wunder mehr, wir brauchen nur noch die Zeit. ”
ADMX wird in Kürze eingesetzt, um Millionen von Frequenzen mit hoher Empfindlichkeit zu testen. Das Finden von Axionen könnte eine der größten Entdeckungen in Bezug auf dunkle Materie und letztendlich die am längsten bestehenden Geheimnisse unseres Universums sein. Es besteht jedoch die Möglichkeit, dass ADMXgelingt es nicht, Axionen zu finden. In diesem Fall sind die Forscher bereit, neue und innovative Lösungen zu finden, um die Antworten der Galaxie zu finden.
„Eine Entdeckung könnte in den nächsten Jahren jederzeit kommen“, sagte der Wissenschaftler Aaron Chou von Fermilab. „Es war ein langer Weg bis zu diesem Punkt, aber wir stehen kurz vor dem Beginn der aufregendsten Zeit dieser laufenden Suchefür Axionen. ”