Αρχική › ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ › Η πυρηνική λάμψη που φωτίζει την σκοτεινή ύλη

Η πυρηνική λάμψη που φωτίζει την σκοτεινή ύλη

By on • ( 0 )

Τα υπερ-ελαφρά υποθετικά σωματίδια σκοτεινής ύλης μπορεί να αφήνουν ίχνη στο φως που εκπέμπεται από πυρήνες θορίου που διεγείρονται με λέιζερ.

Διάγραμμα από την δημοσίευση των Ratzinger et al με τίτλο ‘Searching for Dark Matter with the 229Th  Nuclear Lineshape from Laser Spectroscopy‘

Συνήθως χρειάζονται σωματίδια υψηλής ενέργειας ή ακτίνες γάμμα για να διεγείρουν έναν ατομικό πυρήνα σε μια κατάσταση υψηλότερης ενέργειας. Όμως πέρυσι, οι φυσικοί κατόρθωσαν να διεγείρουν πυρήνες θορίου-229 μόνο με φως λέιζερ. Οι πυρήνες που διεγείρονται με λέιζερ θα μπορούσαν να είναι χρήσιμοι για την κατασκευή ακριβέστατων χρονομέτρων και ευαίσθητων κβαντικών αισθητήρων. Και τώρα, ο Wolfram Ratzinger και οι συνάδελφοί τους από το Ινστιτούτο Επιστημών Weizmann στο Ισραήλ και οι συνάδελφοί του έδειξαν πως αυτοί οι πυρήνες παρέχουν επίσης έναν τρόπο ανίχνευσης ορισμένων υποθετικών σωματιδίων που μπορεί να είναι συστατικά της σκοτεινής ύλης.

Αρκετά μοντέλα σκοτεινής ύλης περιλαμβάνουν αξιόνια ή άλλα εξαιρετικά ελαφρά μποζόνια. Χάρη στην «ελαφρότητά τους» , αυτά τα σωματίδια θα έπρεπε να είναι τόσο άφθονα, ώστε να συμπεριφέρονται συλλογικά σαν ένα κλασικό πεδίο, που ταλαντώνεται με συχνότητα ανάλογη με την μάζα τους. Οι αλληλεπιδράσεις των σωματιδίων με τα δομικά στοιχεία των πυρήνων – κουάρκ και γλοιόνια – θα προκαλούσαν διάφορες πυρηνικές ιδιότητες να ταλαντώνονται στην ίδια συχνότητα. Μεταξύ αυτών των ιδιοτήτων είναι η ενέργεια του φωτονίου που εκπέμπεται από έναν διεγερμένο πυρήνα θορίου-229. Το σημαντικό είναι ότι οι ταλαντώσεις σε αυτήν την ενέργεια προβλέπεται να είναι πολύ πιο έντονες και συνεπώς πιο εύκολο να ανιχνευθούν σε σχέση με άλλες ιδιότητες.

Ο Ratzinger και οι συνάδελφοί του διεξήγαγαν για πρώτη φορά έρευνα για αυτές τις ταλαντώσεις σε ένα φάσμα φωτός που εκπέμπεται από διεγερμένους πυρήνες θορίου-229 που είχε δημοσιευθεί παλαιότερα. Μη βρίσκοντας τις εν λόγω ταλαντώσεις, οι ερευνητές έθεσαν ανώτατα όρια στην ισχύ σύζευξης των υπερελαφρών σωματιδίων σκοτεινής ύλης με κουάρκ και γλοιόνια για σωματίδια με μάζα που κυμαίνεται από 10-20 έως 10-13eV. Αυτά τα όρια είναι λιγότερο αυστηρά σε σχέση με εκείνα που λαμβάνονται με άλλα μέσα, αλλά η ερευνητική ομάδα αναμένει ότι τα τρέχοντα και τα μελλοντικά πειράματα θα μπορούσαν να θέσουν πολύ ισχυρότερους και πιθανώς αποφασιστικούς περιορισμούς.

πηγή: https://physics.aps.org/articles/v18/s57

‹
›

Κατηγορίες:ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ, ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΥΛΗ, ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ

Ετικέτες:

Σχολιάστε

Ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων σχολίων. Μάθετε πως επεξεργάζονται τα δεδομένα των σχολίων σας.