斯德哥尔摩大学(Stockholm University)和马克斯•普朗克物理研究所(Max Planck Institute for Physics)的物理学家转向等离子体,提出了一项可能彻底改变对难以捉摸的暗物质的研究的建议。
暗物质是一种神秘的物质,占宇宙物质的85%。有理论认为,暗物质可能是一种名为轴子的粒子,但这种粒子很难被观测到。
找到轴粒子有点像调收音机:你必须调好天线,直到你找到正确的频率。实验人员得到的奖励不是音乐,而是“听到”地球正在穿越的暗物质。
该研究小组的新研究的主要观点是,在磁场中,轴子会产生一个小电场,可以用来驱动等离子体中的振荡。
等离子体是一种带电粒子(如电子)可以自由流动的物质。这些振荡放大了信号,产生了更好的“轴离子无线电”。
与基于谐振腔的传统实验不同,这些等离子体的大小几乎没有限制,因此可以发出更大的信号。这有点像步话机和无线电广播塔的区别。
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,既创造了一个允许有效转换的环境,又提供了一个共振等离子体来收集转换后的暗物质的能量,”该研究的作者、斯德哥尔摩大学物理系博士后Matthew Lawson博士说。
“这是一种寻找暗物质的全新方式,将帮助我们在完全未被探索的区域寻找最强的暗物质候选者之一。”
为了调整这个“轴粒子收音机”,作者建议使用一种叫做“金属丝超材料”的东西,这是一种比头发还细的金属丝系统,可以通过移动来改变等离子体的特征频率。
在一个类似于医院里的磁共振成像仪的巨大而强大的磁铁里,一种金属丝超材料变成了一个非常灵敏的轴粒子收音机。
用等离子体寻找暗物质将不仅仅是一个有趣的想法。
在与研究人员的密切合作下,伯克利的一个实验小组一直在研究和开发这一概念,目的是在不久的将来进行这样一个实验。
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