Blog single photo

Wetenschappers sluiten een vorm van ultralichte donkere materie uit - Forbes

Axions kunnen interageren met een sterk magnetisch veld en een radiosignaal instellenC. Boutan / Pacific Northwest National Laboratory; aangepast door APS / Alan Stonebraker In de wetenschap zijn er kleine mysteries, zoals een beter begrip van een bepaalde chemische reactie, en grote, zoals het feit dat onderzoekers slechts vijf procent van de energie en materie in het universum hebben kunnen identificeren� vijf procent is nodig om het licht te verklaren dat wordt uitgestraald door elke melkweg in de vaak verkeerd geciteerde miljarden en miljarden van Sagan. Maar de rest is een combinatie van donkere energie en donkere materie, twee stoffen waarvan het bestaan ​​slechts is afgeleid en niet direct waargenomen. Een recent onderzoek heeft toegevoegd aan wat we weten over donkere materie. Een experiment genaamd ADMX, georganiseerd door de Universiteit van Washington, gebruikt zeer krachtige magneten om te zoeken naar een kandidaat donkere materie-deeltje genaamd een axion. "(Openbaarmaking : De auteur is in dienst van Fermilab, het hoofdafdeling van het energielaboratorium op ADMX.�Hij is niet direct betrokken bij het experiment.) Er wordt gedacht dat donkere materie ongeveer vijf keer meer pre is valent dan gewone materie. Het is massief en beïnvloedt de beweging van het universum door zwaartekracht, maar het geeft geen licht af, het neemt niet deel aan een van de andere bekende subatomaire krachten. Maar het lijkt er zeker te zijn, omdat sterrenstelsels te snel roteren en individuele sterrenstelsels binnen grotere clusters van sterrenstelsels weg moeten vliegen in plaats van samengebonden te worden in een cluster. Het ADMX-experiment wanneer het uit zijn cryostaat wordt verwijderd. zou hebben gewed dat donkere materie was samengesteld uit wat WIMP's worden genoemd, kort voor Weakly Interacting Massive Particle .�WIMP's werden gedacht als een soort van stabiele neutronen, rondzwevend in een diffuse wolk in de ruimte� waarbij elk deeltje de massa in heeft het bereik van de massa van een neutron tot een paar duizend keer zwaarder. Maar experimenten ontworpen om WIMP's leeg te zien komen, waardoor andere kandidaat-deeltjes in overweging worden genomen. Een daarvan wordt een axion genoemd. De axion heeft ook niet ontdekt, maar het zou kunnen passen als de echte vorm van donkere materie.� In 1977 stelden fysici Helen Quinn en Roberto Peccei een natuurkundemodel voor dat een vraag over het gedrag van e sterke nucleaire kracht. De sterke nucleaire kracht behandelt materie en antimaterie op gelijke voet, en dat hoefde niet. Het model van Quinn en Peccei loste dit mysterie op. Twee andere fysici met de naam Steven Weinberg en Frank Wilczek realiseerde zich dat deze nieuwe theorie een deeltje voorspelde dat nu axion wordt genoemd en het zou ook donkere materie kunnen zijn. Als ze bestaan, zijn axions ongelooflijk licht in vergelijking met andere deeltjes. Als je het neutron gebruikt om de massaschaal in te stellen, wat betekent dat we zeggen dat neutronen een massa van 1 hebben, elektronen (wat het lichtste deeltje is waarvan hun massa precies moet worden gemeten) hebben een massa van 0,0005.�Axions daarentegen worden verondersteld een massa te hebben die meer lijkt op een kwadriljoen keer kleiner dan een neutronen.Als axions donkere materie zijn, reageren ze meestal niet via de elektromagnetische kracht, maar er is een manier om ze aan te sporen zich elektromagnetisch te manifesteren. Onderzoekers maken een zeer sterk magnetisch veld en de axions kunnen interactie aangaan met die magneti c veld en worden fotonen .�In de magneet zitten detectoren die het uiterlijk van fotonen kunnen registreren. De kunst is om het apparaat voldoende af te schermen zodat andere verdwaalde fotonen niet worden gedetecteerd. ADMX zou axies hebben gezien in het massabereik van 2,7 3,3 micro-elektronspanning (2,7 � 3,3 � 10-6 eV). Daarentegen heeft het elektron een massa van 5,1� 105 eV en het proton een massa van 9,4 � 108 eV.� Omdat ADMX hiermee geen axions zag massa, kunnen onderzoekers dit bereik uitsluiten. Een volgende run zal het bereik uitbreiden tot hogere massa's. Misschien wel 40 � 10-6 eV.Wetenschappers zijn ervan overtuigd dat donkere materie moet bestaan, en ze hebben een goed idee van het totaal hoeveelheid donkere materie in het universum. Maar ze hebben geen echt idee over de massa van individuele donkere materiedeeltjes. De massa axions is veel lager dan de WIMP's die al lang populair zijn in wetenschappelijke kringen, maar het feit dat WIMP's zijn niet waargenomen betekent dat wetenschappers een breder net moeten werpen s zijn een geloofwaardig alternatief en experimenten zoals ADMX zullen doorgaan Lees meer



footer
Top