W ciągu najbliższych lat dowiemy się, czy aksjony istnieją, czy nie
Naukowcy pracujący przy Axion Dark Matter Experiment (ADMX) opublikowali nowe wyniki badań, z których wynika, że ADMX jest pierwszym i jedynym jak dotychczas projektem naukowym, który jest na tyle czuły, by zarejestrować ślady aksjonów.
Koncepcja istnienia aksjonów pojawiła się przed 40 laty. Są to hipotetyczne cząstki, które mogą tworzyć ciemną materię. Nie można odkryć ich bezpośrednio, ale zaobserwowanie ich ma być możliwe dzięki efektowi Primakoffa.
Najnowsze dane, uzyskane z drugiej kampanii badawczej ADMS, pozwoliły określić niewielki zakres częstotliwości, w których należy poszukiwać aksjonów. To początek prawdziwego polowania na aksjony. Jeśli aksjony ciemnej materii istnieją w określonych częstotliwościach, które będziemy przez najbliższe lata badali, to ich znalezienie jest tylko kwestią czasu, mówi Andrew Sonnenschein z Fermilat.
ADMX to rodzaj dużego odbiornika radiowego, składającego się z wnęki, w której panują bardzo niskie temperatury i silne pole magnetyczne. W takich warunkach, jak przewiduje teoria, aksjon rozpada się na 2 fotony z części mikrofalowej widma elektrycznego. Zarejestrowanie takich fotonów będzie dowodem na istnienie aksjonów.
W czasie pierwszej kampanii badawczej możliwości ADMX były ograniczone przez zakłócenia powodowane przez promieniowanie cieplna i elektronikę urządzenia. O ile poradzenie sobie z promieniowaniem cieplnym nie było trudno, to wyciszenie pracy elektroniki okazało się prawdziwym wyzwaniem. Naukowcy z ADMX poprosili o pomoc profesora Johna Clarke'a z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, który na ich potrzeby zaprojektował wzmacniacz kwantowy. Generuje on znacznie mniej zakłóceń niż wcześniej używane urządzenia i daje gwarancję, że jeśli każdy zarejestrowany sygnał będzie silny i czysty.
W poprzedniej wersji ADMX, w której wykorzystywaliśmy wzmacniacze bazujące na tranzystorach, potrzebowalibyśmy setek lat by przeskanować częstotliwości, w którym mogą występować aksjony. Dzięki nowym nadprzewodzącym czujnikom możemy to zrobić w ciągu kilku lat, mówi Gianpaolo Carosi, rzecznik prasowy ADMS. Mamy odpowiednią czułość i szansą na odkrycie aksjonów. Nie potrzebujemy żadnej nowej technologii. Już nie potrzebujemy cudu. Potrzebujemy tylko czasu, dodaje profesor Leslie Rosenberg z University of Washington.
Dzięki zwiększeniu czułości ADMX będzie mógł w rozsądnym czasie przeskanować miliony częstotliwości. Jeśli aksjony zostaną odnalezione, pozwoli to na wyjaśnienie wielu zagadek dotyczących ciemnej materii i nie tylko Jeśli zaś aksjony nie zostaną zarejestrowane, teoretycy będą musieli poszukać innych możliwych wyjaśnień dotyczących budowy wszechświata.
Komentarze (0)