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暗物质无线电是一种桌面设备,可以解释构成我们宇宙85%质量的神秘物质。 信用:哈里森·特鲁昂 斯坦福大学的一个研究小组正在执行一项彻底识别暗物质的任务。 但是首先,他们需要建造世界上最敏感的无线电。 “暗物质是我们宇宙中的大部分物质。 我们不知道它是什么,但我们知道它在那里,因为我们可以看到它的引力效应,”彼得·格雷厄姆解释说,他是斯坦福大学人文科学学院的物理学副教授,也是暗物质研究的领导者之一。 “我们也知道它必须由一种完全不同的粒子组成,这种粒子的性质不同于我们所发现的任何粒子。" 格雷厄姆和斯坦福大学滨本家族物理学教授萨瓦·迪莫普洛斯发展了暗物质的理论,主张进行高精度实验,重点是寻找轴子,理论化粒子是暗物质最有可能的候选者之一。 格雷厄姆认为,他们的理论一度被认为“有趣但却存在”,但随着暗物质的其他候选人被排除在外,新技术使他们的精确实验成为可能,这些理论越来越受欢迎。 现在戈登和贝蒂·摩尔基金会已经给斯坦福大学的研究人员大约2美元。500万美元来制作一种新型暗物质传感器的原型。 在格雷厄姆和迪莫普洛斯理论的指导下,斯坦福大学和SLAC国家加速器实验室的物理学、粒子物理学和天体物理学以及光子科学教授肯特·欧文正在建造暗物质无线电,它将像标准调幅无线电接收广播一样搜索轴子信号。 像调幅电台一样,轴子暗物质有一个精确的频率,但是这个频率是未知的。 由于量子传感器的进步,无线电将比过去的暗物质实验更加灵敏,能够扫描很大一部分最有可能揭示轴子的频率。 卡维利粒子天体物理学和宇宙学研究所所长、物理、粒子物理和天体物理学教授村上里沙·韦克斯勒说:“这个项目是一个非常美丽的例子,展示了不同专业的人聚集在一起解决一个难题。”。 “暗物质占宇宙质量的85%,我认为没有它我们就不可能存在。 这个实验令人兴奋的一点是,它开辟了许多以前无法获得的发现空间。" 即使研究人员没有找到轴子,他们的工作也将有区别地搜索其可能频率范围的很大一部分。 研究人员也很兴奋地看到他们的传感器开发将如何有助于各个领域的分离应用。 彼得·格雷厄姆和肯特·欧文正在建造一个桌面大小的装置来探测暗物质。 信用:哈里森·特鲁昂 暗物质无线电 暗物质构成了宇宙中的大部分质量,但是理论上每个轴子的质量都很低——属于超轻暗物质的范畴——以至于它可能会扩散到数千米之外。 量子力学是对极小粒子行为的研究,它认为每个粒子的行为也像波一样。 所以,如果轴子确实存在,它们就像无线电信号一样在我们周围荡漾。 暗物质无线电小组将扫描携带信号的频率,该信号来自重叠轴子海洋的波状波动。 第一个技巧是将轴子波转换成无线电波——由暗物质无线电内部的强磁场实现。 暗物质无线电还被铌超导屏蔽所包围,屏蔽常规无线电信号,但会让轴子通过。 即使有了这些增强,axions也会发出非常微弱的信号。 因此,收音机的调谐必须非常尖锐——相当于汽车收音机能够检测到相隔小数点后百万分之一的电台。 作为达到这种灵敏度和精度水平的一部分,欧文正在研究一种新型量子传感器,它能够接收比普通冰箱磁铁产生的磁信号小一亿万亿倍的磁信号。 欧文说:“控制、创造和操纵量子态的能力有了突破,这使得我们能够利用已经存在了几十年的理论。”。 “这些是用于开发量子计算机的一些相同技术。 我们可以比以前更灵敏、更精确地测量事物,而不是用它们来计算,我们使用的技术将会有广泛的应用。" 研究者正在无线电中构建的同样的量子传感器也可以提高医学扫描技术的测量精度 the properties of magnetic and electric fields in the human body. Risa Wechsler, professor of physics and of particle physics and astrophysics. 信用:霍利·赫尔南德斯 白板之外 到目前为止,研究人员已经成功建造了一个苏打罐大小的暗物质无线电原型,作为一个超灵敏的调幅无线电。 他们目前正在研究一个更大的版本,能够以足够的灵敏度扫描所有感兴趣的频率来测量轴子暗物质。 格雷厄姆说:“大多数我们理论家的想法在他们到达任何地方之前就已经失败了,所以看到我们在白板上的这个疯狂想法变成一种物理现象是件大事。”。 “像肯特一样,实验主义者还有很多工作要做,但对我来说,这感觉就像是这么多年工作的高潮。 暗物质无线电将是真实的。 会发生的。" 进一步探索 对暗物质的新探索:物理学家提出了一种用激光探索暗物质本质的新方法 由提供 斯坦福大学 引用: 搜寻暗物质的收音机(2019年9月26日) 检索于2019年10月5日 来自https://phys。org/news/2019-09-radio-dark。html 这份文件受版权保护。 除了出于私人研究目的的任何公平交易之外,没有 未经书面许可,部分内容可以复制。 内容仅供参考。