Физики придумали, как искать аксионы — гипотетические компоненты темной материи

Китайские ученые из Университета науки и технологий совместно со своими коллегами из Института Гельмгольца разработали новый метод поиска аксионов — гипотетических частиц, которые могут оказаться компонентами темной материи.

Эта работа предполагает чувствительный квантовый метод для непрямого поиска аксионов с помощью недавно разработанного спинового усилителя для ограничения колебаний аксионов в диапазоне, в котором наиболее вероятно их обнаружение. Фермионы, существование которые подтверждено экспериментально (к ним относятся и электроны), могут обмениваться друг с другом аксионами, что приводит к возникновению необычного диполь-дипольного взаимодействия.

В качестве фермионов исследователи использовали электроны рубидия-87 и поляризованные ядерные спины ксенона-129. Последние действовали как квантовые усилители, создающие псевдомагнитное поле, которое ограничивало бы колебания аксионов (если они все же существуют).

Такой подход позволяет повысить чувствительность обнаружения аксионов в необходимом диапазоне колебаний в 40 раз. Кроме того, данный метод теоретически применим и для поиска других гипотетических элементарных частиц.