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怎样用收音机听宇宙的声音 二泉映月去太空了吗?

   2023-04-26 企业服务招财猫110
核心提示:二泉映月去太空了吗?第一颗探月卫星昌《二泉映月》》就是其中之一。届时,世界各地的人们都将能够通过收音机、电视机和互联网,从太空中听到的天籁之音。物理学家未来将如何使用“轴子收音机”来“收听”暗物质信号

二泉映月去太空了吗?

第一颗探月卫星昌《二泉映月》》就是其中之一。届时,世界各地的人们都将能够通过收音机、电视机和互联网,从太空中听到的天籁之音。

物理学家未来将如何使用“轴子收音机”来“收听”暗物质信号?

人们认为暗物质就在我们周围(如果它存在的话),但它是不可见的这一事实使它很难被发现。斯德哥尔摩大学的研究人员没有试图去观察它,而是设计了一个实验来"听"使用所谓的"纺锤收音机"。

宇宙中85%以上的物质是未知的,只能通过与常规物质的引力相互作用才能知道。这种神秘的东西叫做暗物质,虽然没有被直接发现,但也不缺乏尝试。多年来,科学家们进行了许多不同的实验,试图从各种拟议的暗物质粒子中提取信号。

近年来,哈迪斯粒子探测器已经排除了"暗光子",而LUX和XENON1T也已经消灭了某些类型的弱相互作用大质量粒子(WIMP)。

然而,一种可能的解释是一种假想的基本粒子,称为轴子。人们认为轴子不会是离散的粒子,而是像波一样在整个空间流动,很少与正常物质相互作用。特别是,轴子被认为与电和磁有微弱的(但可检测的)相互作用,这可能是它们最终显示自己的。

斯德哥尔摩的研究人员设计了一个新的实验来倾听这种互动。探测器将由一个充满冷等离子体的小室组成,小室内的电线比头发丝还细。这将被一个强大的磁铁包裹着。

这个想法是,在这个磁场中,任何经过的轴子都会产生一个小电场。反过来,这将驱动等离子体中的振荡,然后可以检测到轴子本身的证据。通过将这些导线放在一起或分开,该设备可以像收音机一样调谐,以找到正确的轴向频率。

这项研究的作者马修·劳森说:"没有冷等离子体,轴子就不能有效地转化为光。等离子体扮演着双重角色,它不仅创造了一个允许高效转换的环境,还提供了一个共振等离子体来收集转换的暗物质的能量。"

这个设计不同于以往寻找轴线的尝试。几年前,nEDM实验检查了在没有干扰的高度受控环境中的中子是否会随着时间改变它们的自旋。如果是这样,这可能是找到轴子的证据。另一个名为ABRACADABRA的实验使用了环形磁铁。从技术上来说,中心应该没有磁场——然而,如果到处都是轴子,它们可能会在这个区域产生磁场。

这两个实验都没有达到预期的效果。但不一定排除无效结果。轴子的存在——这可能意味着轴子的质量可能很小或者相互作用很弱。新实验设计的优势在于,冷等离子体会放大任何潜在的信号,因此可以检测到这些微弱的相互作用。研究人员表示,他们的系统也可以相对容易地扩展。

这项研究的作者·米勒说:"这是一种全新的寻找暗物质的方法,将帮助我们在完全未开发的区域找到最强的暗物质候选者之一。建立可调谐等离子体将使我们能够进行比传统技术更大的实验,从而在高频下产生更强的信号。"

虽然该设计目前仍是理论性的,但基于这一想法,这一概念已在实际实验中得到发展。

这项研究发表在《《物理评论快报》》上。

 
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