Кандидат на темну матерію зміг би показати в лабораторії струнні ефекти

16 / 11 / 2020 08:34
Кандидат на темну матерію зміг би показати в лабораторії струнні ефекти - фото
RAMON ANDRADE 3DCIENCIA/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Розрахунки показують, як теоретичні «аксіонні струни» могли б утворити дивну поведінку, якщо б вони виготовлялися з екзотичних матеріалів у лабораторії.

Про це розповідають в японському Інституті фізико-хімічних досліджень (RIKEN).

Гіпотетична частинка, яка могла б розгадати одну з найбільших загадок у космології, стала трохи менш загадковою. Фізик з RIKEN та два його колеги розкрили математичні основи, які могли би пояснити, як так звані аксіони можуть генерувати струноподібні сутності, які створюють дивну напругу в лабораторних матеріалах.

Вперше аксіони були запропоновані у 1970-х фізиками, які вивчали теорію квантової хромодинаміки, яка описує, як деякі елементарні частинки утримуються разом в атомному ядрі. Проблема полягала в тому, що ця теорія передбачала деякі химерні властивості для відомих частинок, яких не спостерігалося. Щоби виправити це, фізики позиціонували нову частинку – пізніше названу аксіоном, за назвою прального порошку, оскільки це допомогло очистити безлад у теорії.

Невдовзі фізики зрозуміли, що аксіони також можуть пояснити космічну загадку. Вважається, що понад 80% матерії у Всесвіті складається з таємничої невидимої речовини, яку називають темною матерією. «Аксіони є кандидатом на темну матерію, але ми їх ще не знайшли», - говорить Йошимаса Хідака з Міждисциплінарної програми теоретичних та математичних наук RIKEN. Аксіони можуть мати належні властивості, тому фізики шукали ознаки їх існування під час численних експериментів. У червні 2020 року експеримент XENON1T в лабораторії Гран-Сассо в Італії повідомив про натяки, що можливо був виявлений аксіон, але цей результат ще не підтверджений.

Але є ще одна арена, де можна вивчати властивості аксіонів. Фізики можуть виготовляти в лабораторії екзотичні матеріали - так звані топологічні ізолятори, які проявляють дивні властивості, такі як проведення електрики на своїх поверхнях, при цьому залишаючись всередині електричними ізоляторами. Такі матеріали демонструють іншу дивну поведінку. Іноді їх електрони групуються разом і рухаються таким чином, що матеріал, як здається, зроблений із «квазічастинок» з незвичними властивостями. Це може створити несподівану напругу на матеріалі, що називається аномальним ефектом Холла.

Також передбачається, що таким чином виникне аксіон, в топологічних ізоляторах, де він повинен взаємодіяти з частинками світла, або фотонами, - інакшим чином, ніж звичайні частинки.

На даний час Хідака та його два колеги вивчили теорію, що регулює взаємодію між аксіонами та фотонами. Незважаючи на те, що аксіони є точкоподібними частинками, команда підрахувала, що всередині матеріалів світло насправді взаємодіє з протяжними ниткоподібними конфігураціями, складеними з аксіонів, які називаються аксіонними струнами. Це могло би призвести до аномального ефекту Холла, який спостерігається в експериментах.

«Ми знайшли математичну структуру, що лежить в основі цього явища», - говорить Хідака.

ТЕГИ:

 

Останні новини

сьогодні:

всі новини


 
ПОПУЛЯРНІ НОВИНИ:
28 травня - 2 червня в Києві проходять продуктові ярмарки

09:35, 28 травня 2024 р.
28 травня - 2 червня в Києві проходять продуктові ярмарки
 
Чорні діри - це "зірки смерті" в дії

09:39, 23 травня 2024 р.
Чорні діри - це "зірки смерті" в дії
 
Півтора десятками ракет рашисти вдарили по Харкову та Люботину

13:35, 23 травня 2024 р.
Півтора десятками ракет рашисти вдарили по Харкову та Люботину
 
Росіяни вбили 7 робітників друкарні, де друкували дитячі книжки

20:53, 23 травня 2024 р.
Росіяни вбили 7 робітників друкарні, де друкували дитячі книжки
 
Війна: ситуація на ранок 820 доби широкомасштабного російськог...

11:16, 23 травня 2024 р.
Війна: ситуація на ранок 820 доби широкомасштабного російськог...
 
 
СХОЖІ НОВИНИ:
Навколо Чумацького Шляху виявлено дивну зоряну систему

09:34, 30 березня 2024 р.
Навколо Чумацького Шляху виявлено дивну зоряну систему
 
Нове дослідження показує, що нашому Всесвіту не обов′язкова те...

19:11, 16 березня 2024 р.
Нове дослідження показує, що нашому Всесвіту не обов′язкова те...
 
Астрономи встановили вплив темної матерії на еволюцію галактик

08:33, 23 лютого 2024 р.
Астрономи встановили вплив темної матерії на еволюцію галактик
 
Темна матерія може допомогти з′ясувати походження поширених у...

11:29, 4 січня 2024 р.
Темна матерія може допомогти з′ясувати походження поширених у...
 
Дослідження ставить питання щодо темної матерії в карликових г...

21:47, 22 листопада 2023 р.
Дослідження ставить питання щодо темної матерії в карликових г...
 
Цей сайт та сторонні віджети на ньому використовують COOKIE, що необхідно для повноцінної роботи сайту. “Куки” – це безпечна технологія збирання аналітичної інформації про відвідувачів. Їх можна відключити у налаштуваннях Вашого браузера. Погодитися на використання Cookie