研究人员使用Floquet量子探测器来约束类轴子暗物质

应用报道 量科网 2022-02-15 09:43

来自以色列多个机构的一组研究人员使用Floquet量子探测器来约束类轴子暗物质,他们希望能减少其参数空间。在他们发表在《科学进展》期刊上的论文中,该小组描述了一种能限制理论上的暗物质粒子的方法,并以此作为更多地了解其特性的一种手段。

研究人员使用Floquet量子探测器来约束类轴子暗物质

尽管世界各地的物理学家进行了多年的努力,但暗物质仍然是一个谜。大多数物理学家都同意它存在,但到目前为止,还没有人能够证明它。在这项新的工作中,研究人员试图寻找轴子或类轴子粒子。这种暗物质粒子理论上是零自旋的,并且能够拥有任意质量和相互作用强度。该团队试图限制类轴子粒子的特征,以减少它们存在的可能性,从而增加证明它们存在的机会。

研究人员使用了一个装有铷-85和氙-129原子的被屏蔽的玻璃小房间。他们向房间发射了两束激光,一个用来极化铷原子的电子自旋和氙的核自旋,另一个用来测量自旋的变化。该实验基于这样一种观点,即当它们靠近时,轴子的振荡场会影响氙气的自旋。

然后,研究人员对房间施加磁场,以将氙的自旋阻止在一个狭窄的频率范围内,从而使他们能够扫描与类轴子粒子相对应的可能振荡频率范围。在他们这种情况下,Floquet场的频率理论上大致等于核磁共振和电子顺磁共振之间的差异,而他们的实验弥补了这一差距。

研究人员在五个月内进行了3000次实验,每次都会增加核磁共振场。他们没有发现任何暗物质的迹象,但确实限制了类轴子粒子耦合的上限,这向证明暗物质的存在又迈出了一步。(编译:Qtech)