Ученые из Китая создали метод поиска элементарных частиц с помощью квантового усилителя

Физики из Китая придумали, как найти аксионы — гипотетические компоненты темной материи

Китайские ученые из Университета науки и технологий совместно с коллегами из Института Гельмгольца в Майнце разработали новый метод поиска гипотетических частиц вне Стандартной Модели, которые могут оказаться компонентами холодной темной материи. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Авторы метода создали спиновый усилитель для ограничения колебаний аксионов в диапазоне, в котором наиболее вероятно их обнаружение. Фермионы, существование которые подтверждено экспериментально (к ним относятся и электроны), могут обмениваться друг с другом аксионами, что приводит к возникновению необычного диполь-дипольного взаимодействия.

В качестве фермионов исследователи использовали электроны рубидия-87 и поляризованные ядерные спины ксенона-129. Последние действовали как квантовые усилители, создающие псевдомагнитное поле, которое ограничивало колебания аксионов, если те существуют.

Такой подход позволяет повысить чувствительность обнаружения аксионов в необходимом диапазоне колебаний в 40 раз. Этот метод применим для поиска и других гипотетических элементарных частиц.