研究人员反驳了特定轴的存在，缩小了追捕的暗物质

时间：2021-07-17 13:52:10 来源：

苏塞克斯大学研究人员丧失了一种特定类型的轴，这是一个重要的候选人的暗物质“粒子，横跨其可能的群众。

该数据由国际财团，中子电偶极矩（NEDM）合作收集，其实验基于Paul Scherrer Institut在瑞士。数据在那里拍摄，早些时候在Grenoble的Institut Laue-Langevin。

菲利普哈里斯教授，苏塞克斯大学数学和物理科学负责人和在那里的NEDM集团负责人：

“专家在很大程度上同意宇宙中群众的主要部分由”暗物质“组成。然而，它的性质仍然完全模糊不清。可能构成暗物质的一种假设的基本颗粒是所谓的轴。如果存在具有正确性质的轴，则可以通过对我们数据的完全新的分析来检测它们的存在。“

“我们分析了我们在法国和瑞士采取的测量，并提供了轴 - 至少在实验中可观察到的那种 - 不存在。这些结果比以前的结果更敏感，并且它们基于实验室测量而不是天文观察。这并没有从根本上排除轴的存在，但这些粒子可能具有的特征范围现在明显有限。“

“结果基本上将物理学家送回绘图板，以便在我们寻找暗物质。”

已经相信几十年来，轴粒子可能弥补了至少一些“暗物质” - 我们所知道的东西在我们的宇宙中，但不能看到这一点。轴是重要的，因为找到它们，如果它们存在，可以抓住宇宙有很多物质但相对较少的反物质的关键。当宇宙开始时，将创建等量的物质和反物质，并且应该相互歼灭，但宇宙显然现在有很多物质 - 但基本上没有反物质 - 留下了;我们不明白为什么。

这是使用实验室设备的第一个实验 - 而不是天文观测 - 调查这种类型的轴。以前，物理学家通过基于望远镜的实验逐渐缩小了可能的轴的可能性范围。今天发表的研究浪费了整个潜在的群众。因此，试图解释宇宙的起源和暗物质的性质的粒子理论家将必须在修改，约束和调整其模型时返回绘图板。为将来的实验搜索设置了一个重要的基准。在相关主题的其他实验中，将能够以这种新的方式分析数据以进一步扩展灵敏度。

为另一个目的收集数据 - 查看为什么宇宙以物质为主导而不是反物质 - 当意识到可以使用测量来搜索轴的存在。该实验通过捕获中子来工作，然后将高电压施加到其容器中，看看它是否影响了它们旋转的速率。这种速率的变化表明它们具有扭曲的结构 - 并且随着时间的推移（从几分钟到几年）的变化将表明存在存在的轴。没有看到这种扭曲，因此没有检测到轴轴。NEDM实验本身是一种颗粒物理学的“经典”，以自1950年以来的一种形式或另一种形式奔跑，并在此处沿着越来越多的敏感性。它是最敏感的测量之一，可以制造，自1999年以来，苏塞克斯LED测量持续不断敏感。

苏谢拉斯Ayres是苏塞克斯大学的数学和物理科学学院的研究生和这种特定分析的联合领导者，说：

“这些结果在寻找暗物质的狩猎中打开了一个新的前面。它们反驳了具有各种群众的轴的轴，因此有助于限制可以是暗物质候选的各种颗粒。并且很明显，看出这些结果 - 可以完全收集另一个目的 - 可以用作肩扛，以搜索轴。“

Philip Harris教授解释了数据如何用于搜索轴以及其原始预期目的：

“在我们的原始实验中，我们采取了单一测量并重复多次以确定长时间的平均值。当我们搜索轴时，我们会观察测量是否随着恒定的频率随时间波动。如果是这样，证明中子和轴之间存在一些相互作用。我们从未见过这一点。“

实验并不能完全排除轴轴的存在。首先，轴轴需要用中子在其旋转速率的任何变化中强烈地相互作用。其次，它们的质量可能会更大或更小于预期。然而，它确实提供了重要的新约束，它指出了未来调查途径的前进方向，以帮助解决宇宙学的一个伟大的优秀奥秘。这些实验对寻找暗物质的重要贡献。

出版物：C. Abel等，“通过电磁场中的核自旋预振来搜索轴状暗物质”，“物理。Rev. x 7,041034,2017; DOI：10.1103 / physrevx.7.041034

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