Ученые выдвинули новую теорию поиска легкой темной материи
Новое исследование ученых предложило новый метод обнаружения легких кандидатов на темную материю с использованием лазерной интерферометрии для измерения осциллирующих электрических полей, генерируемых этими кандидатами, 15 марта сообщает журнал Physical Review Letters.
Темная материя — одна из самых актуальных проблем современной физики, поскольку частицы темной материи неуловимы и их трудно обнаружить. Это побудило ученых придумать новые и инновационные способы детекции этих частиц.
Есть несколько кандидатов на роль частиц темной материи, таких как вимпы, легкие частицы темной материи (аксионы) и гипотетическое гравитино. Легкая темная материя, включая бозонные частицы, такие как аксион КХД (квантовая хромодинамика).
Эти частицы обычно подавляют взаимодействие со стандартной моделью, что затрудняет их обнаружение. Однако знание их характеристик, в том числе их волнового поведения и когерентной природы в галактических масштабах, помогает разрабатывать более эффективные эксперименты.
В новом исследовании ученые из Университета Мэриленда и Университета Джона Хопкинса предложили галактический аксионный лазерный интерферометр, использующий электрооптику или GALILEO, новый подход для обнаружения как аксионной, так и темной фотонной темной материи в широком диапазоне масс.
Стандартная модель определения темной материи обеспечивает успешное объяснение явлений, начиная от субъядерных расстояний до размеров Вселенной, это не полное объяснение природы.
Аксионы и аксионоподобные частицы изначально были предложены для решения проблем физики элементарных частиц, таких как проблема сильной зарядовой четности (CP). Эта проблема возникает из наблюдения, что сильное взаимодействие, по-видимому, не демонстрирует особого типа нарушения симметрии, называемого CP-нарушением, в той степени, в какой это предсказать.
Предполагается, что аксионы и аксионоподобные частицы будут иметь очень малую массу, обычно в пределах от микроэлектронвольтов до миллиэлектронвольтов. Это делает их подходящими кандидатами на роль легкой темной материи, поскольку они могут демонстрировать волновое поведение в галактических масштабах.
Помимо малой массы, аксионы и аксионоподобные частицы очень слабо взаимодействуют с обычным веществом, что затрудняет их обнаружение обычными средствами.
Вот некоторые причины, по которым исследователи решили обнаружить эти частицы в своей экспериментальной установке. Однако метод основан на колебательных электрических полях, создаваемых этими частицами.
Легкие кандидаты на темную материю ведут себя как волны в окрестностях Солнца. Предполагается, что такие волны темной материи будут индуцировать очень слабые колеблющиеся электрические поля с магнитными полями из-за их незначительного взаимодействия с электромагнетизмом.
