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NEDM实验对核磁轴的相互作用施加限制

时间:2021-11-14 12:58:04来源:

在六个星系集群中分布暗物质(蓝色彩色),从哈勃太空望远镜的可见光图像映射。(资源:美国宇航局,ESA,STSCI和CXC)

如果它们存在,轴 - 可能与形成我们世界的问题互动,但他们必须这样做,而不是现在似乎。对轴的性质的新的严格约束已经被负责NEDM实验的国际科学家的国际团队所施加。

在科学期刊物理评论X中发表的超克中子电气特性测量的最新分析导致了惊人的结论。在NEDM(中子电偶极矩)实验中收集的数据,这是一群国际物理学家,包括来自波兰科学院核物理研究所(IFJ PAN)和Jagiellonian大学的克拉科沃科学家 - 以一种创新的方式显示轴,可以形成冷暗物质的假想颗粒,如果它们存在,则必须符合比以前认为与普通物质相互作用的群众和方式的更严格的限制。所提出的结果是第一施加关于轴轴孔的潜在相互作用的实验室数据(即质子或中子)和胶(核磁中的颗粒曲线)。

“我们的国际集团为良好的十几年进行了”电气偶极矩的测量“。大多数情况下,我们均未怀疑与暗物质潜在粒子相关联的任何迹线可能隐藏在收集的数据中。只有最近,理论者才建议这样的可能性,我们急切地借此机会验证关于轴的属性的假设,“Adam Kozela(Ifj Pan)是一个实验的参与者之一。

在分析星系和星系中的星系中的星星和星系中的星系的运动时发现了第一痕迹。明星运动统计研究的先驱是波兰天文学家Marian Kowalski。他已经在1859年,他注意到,靠近美国的恒星的动作不能仅通过太阳的运动来解释。这是暗示银河系旋转的第一个观察部门(kOwalski是那个“摇摇了星系的基础”)。1933年,瑞士弗里茨Zwicky进一步走了一步。他通过几种方法分析了Coma Galaxy集群中结构的运动。然后,他注意到他们搬到了他们周围的物质比天文学家所见的大量物质。

尽管有数十年的搜索,暗物质的性质,(如背景微波辐射测量表明),宇宙中的普通物质应该有几乎的5.5倍,仍然是未知的。理论者构建了一种全部血清模型,预测了更异落或更低的颗粒的存在,这可能是暗物质的存在。在候选者中是轴。如果存在,这些极光颗粒几乎可以通过重力与普通物交互。几乎,因为当前模型预测,在某些情况下,光子可以改变成轴,并且在一段时间后,这将转换回光子。这种假设的现象是并且是着名的“光线通过墙壁”实验的基础。这些涉及研究人员将强烈的激光束引导到厚的障碍物上,计数至少几个光子将改变成轴的轴,而没有任何重大问题。在穿过墙壁之后,一些轴可以再次成为光子,其特征与最初落在墙壁上的光子一样。

与衡量来自澳大利亚,比利时,法国,德国,波兰,瑞士和英国的一组研究人员进行的电动偶极中子的实验与澳大利亚的一组研究人员进行了与光子无关。最初位于Grenoble(法国)的Institut Laue-Langevin(ILL)的测量装置目前在绒毛·舒勒研究所(瑞士)的Paul Scherrer Institute(Psi)的粒子物理实验室。在已经进行了十多年的实验中,科学家们在电磁性和引力场存在下测量中子和汞原子的核磁共振(NMR)的变化。这些测量能够实现关于中子和汞原子的动力的结论,从而达到它们的偶极矩。

对于许多物理学家的惊喜,近年来,理论上的作品似乎设想了与胶合和核聚核群相互作用的轴的可能性。根据轴的质量,这些相互作用可能导致具有较小或更大的干扰,具有邻核的偶极电气矩的振荡的特性,甚至是整个原子的特征。理论管理员的预测意味着作为NEDM合作的一部分进行的实验可能包含有关暗物质潜在粒子的存在和性质的有价值的信息。

“在PSI实验的数据中,我们的同事进行了分析,观察了频率变化,随着时间的分钟,病情的结果为期。如果有轴风,则会出现后者,即,如果近地球空间中的轴在特定方向上移动。由于地球正在旋转,在当天的不同时间,我们的测量设备将相对于轴风改变其取向,这应该导致我们记录的振荡的周期性,日常变化,“Kozela博士解释道。

搜索结果证明是阴性的:没有找到10-24和10-17电源之间具有块状的轴的轨迹(用于比较:电子的质量超过半百万个电源)。此外,科学家们设法通过理论施加对轴颈与核磁的相互作用施加的约束40次。在与胶合潜在的相互作用的情况下,限制甚至增加了一千倍。因此,如果确实存在轴,则在当前的理论模型中,它们具有更少且更少的隐藏场所。

出版物:C. Abel等人,“通过电磁场核自旋预振,”搜寻轴状暗物质,“2018年物理评论X; DOI:10.1103 / physrevx.7.041034

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