Китайскими учеными из Университета науки и технологий и исследователями из Института Гельмгольца в Майнце использован спиновый усилитель для ограничения гипотетических аксионных колебаний в пределах аксионного окна. Это помогает проанализировать большое количество параметров гипотетических частиц. Работа ученых представлена в журнале Physical Review Letters.
По словам исследователей, обмен аксионами между фермионами приводит к экзотическому диполь-дипольному взаимодействию, которое может быть обнаружено в лабораторных. Специалисты использовали большой набор поляризованных электронов рубидия-87 и поляризованных ядерных спинов ксенона-129 в качестве двух типов фермионов.
Во время аксионного обмена рубидий генерирует экзотический сигнал на ядерных спинах ксенона, а они уже используются для резонансного поиска сигнала. Установлено, что долгоживущие ксеноновые спины-129 действуют как квантовый предусилитель, способный увеличить экзотический сигнал более чем в 40 раз по сравнению с массой аксиона в пределах “аксионного окна” (0,03 МэВ – 1 МэВ).
Подчеркивается, что повышение чувствительности в нужном диапазоне увеличивает шансы на изучение элементарных частиц.
Аксион – это гипотетическая нейтральная псевдоскалярная элементарная частица, предсказанная теорией Печчеи-Кинна.
Несколько последних теорий предсказали, что массы аксионов, скорее всего, лежат в “аксионном окне” (от 0,01 МэВ до 1 МэВ). Однако существующие лабораторные эксперименты и астрофизические наблюдения в основном ищут эти частицы за пределами желаемого диапазона.
Ученые выразили уверенность, что метод квантового усиления может применяться для и поиска и других частиц, не относящихся к Стандартной модели, включая темные фотоны с единичным спином.
