Sciencemag.cz
Doporučujeme
Axiony představují hypotetické částice temné hmoty. Měly by interagovat gravitačně i elektromagneticky (ačkoliv nemají elektrický náboj; jejich spin má být nulový) a být chladné – tedy, opět samozřejmě hypoteticky. Vědci z MITu nyní tvrdí, že se jim nepodařilo detekovat žádné známky existence axionů v rozsahu hmotnosti od 0,31 do 8,3 nanoelektronvoltů, tedy asi kolem quintiliontiny (1/10 na -18) hmotnosti protonu. Jindy se uvádí hmotnost axionů řádově 500milionkrát menší než elektronu.
V rámci projektu se autoři výzkumu pokusili axiony detekovat za pomoci magnetarů. Silné magnetické pole kolem tohoto typu neutronových hvězd by mohlo axiony přeměňovat na rádiové vlny, a ty bychom pak na Zemi dokázali detekovat.
Již v roce 2016 přišli na MITu (Jesse Thaler, Benjamin Safdi a Yonatan Kahn) s myšlenkovým experimentem ABRACADABRA. Základem detektoru má být malý magnet ve tvaru toroidu (prstence, „donut“) uložený při teplotách blízkých absolutní nule. Bez existence axionů by uvnitř prstence nemělo existovat žádné magnetické pole. Signál by byl samozřejmě extrémně slabý (třeba ve srovnání s magnetickým polem Země, ale i ve srovnání s řídicí elektronikou nebo dokonce diodami LED či elektromagnetickými vlnami produkovanými lidským mozkem; menší než 20 atto-Tesla, tj. 10 na -18), bylo tedy třeba izolovat detektor od šumu a současně k němu přivést eventuální záření od magnetarů.
Novinkou má být, že přístroj pracující za požadovaných podmínek se podařilo zkonstruovat. Dosáhlo se i situace, kdy se „falešný“, tj. jinak generovaný signál, který by měl odpovídat axionům, povedlo zaznamenat. Žádné „skutečné“ axiony však následně zachyceny nebyly.
Tým chce ještě pokračovat v hledání slabšího signálu, ten by mohl odpovídat např. částicím temné hmoty o menší hmotnosti nebo slaběji interagujícím.
Design and implementation of the ABRACADABRA-10 cm axion dark matter search, https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.99.052012
Physical Review Letters
Zdroj: Phys.org
Poznámky PH: Zajímavé je, že axiony byly navrženy kvůli nějaké záležitosti s CP symetriemi již v 70. letech, tedy dávno předtím, než ve vesmíru „začala chybět hmota“.
Jestli vůbec správně chápu onu kombinaci detekce axionů – nebo detekce záření z magnetarů a ABRACADABRA, tj. interakce s magnetem, jsou dvě různé metody?
