Ученые-физики ограничили параметры аксионной темной материи
Физики из Китайского университета науки и технологий провели серию экспериментов, направленных на изучение взаимодействия аксионной темной материи с обычным веществом. Исследование включало использование сети из пяти квантовых датчиков, содержащих гиперполяризованные ядра изотопа ксенона-129. Датчики были размещены в двух различных локациях: четыре в Хэфэе и один в Ханчжоу, удаленных друг от друга на 320 километров. Синхронизация данных между датчиками осуществлялась посредством глобальной навигационной спутниковой системы (GPS).
В каждом из датчиков пары атомов рубидия-87 использовались для оптической поляризации ядер ксенона-129, выполняющих функцию считывающих элементов. Изменение ориентации ядерных спинов ксенона приводило к затухающей прецессии, которая регистрировалась с помощью магнитометров. Для повышения чувствительности сигнала и уменьшения уровня шума применялись методы усиления сигнала в 150 раз и подавления шумов в 20 раз, что обеспечило высокую точность измерений, достигающую нескольких микрорадиан.
С 20 июля по 31 августа 2022 года были собраны данные в объеме 739 часов. Каждый час проводился процесс калибровки для проверки стабильности и точности измерений. С применением специализированных алгоритмов были идентифицированы потенциальные события, которые затем сравнивались с компьютерными моделями фоновых процессов.
Анализ полученных данных не выявил значимых событий, связанных с пересечением топологических дефектов аксионной темной материи. На основании этих результатов были установлены новые ограничения на взаимодействие аксионов с нуклонами. Диапазон масс аксионов, исследованных в рамках эксперимента, варьировался от 10 пикоэлектронвольт до 0,2 микроэлектронвольта. Результаты исследования были опубликованы в авторитетном научном журнале Nature, пишет progorodsamara.ru.
