แอมพลิฟายเออร์ที่ใช้สปินค้นหาแกน

แอมพลิฟายเออร์ที่ใช้สปินค้นหาแกน

วิธีการตรวจจับอันตรกิริยาของอนุภาคแบบใหม่ที่ละเอียดอ่อนในห้องปฏิบัติการได้ถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกเพื่อค้นหา axions ซึ่งเป็นรูปแบบสมมุติฐานของสสารมืด ทีมนักฟิสิกส์นานาชาติประสบความสำเร็จในการจำกัดมวลแกนภายใน “หน้าต่างแกนแกน” ที่ทำนายไว้ที่ 0.01 meV ถึง 1 meV โดยใช้เครื่องขยายสัญญาณที่เรียกว่าสปิน ถูกตั้งสมมติฐานขึ้นเป็นครั้งแรกในทศวรรษที่ 1970

โดยเป็นวิธี

การอธิบายปริศนาที่โดดเด่นในฟิสิกส์ที่เรียกว่าปัญหาความเท่าเทียมกันของประจุ ตามทฤษฎีแล้ว พวกมันจะถูกผลิตขึ้นมากมายหลังจากบิกแบง และควรจะเป็นทั้งแบบไม่มีประจุและมีมวลน้อยกว่าอิเล็กตรอนมาก หมายความว่าพวกมันจะมีปฏิกิริยากับสสารและรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าน้อยมาก

สิ่งนี้ทำให้พวกเขาเป็นที่นิยมสำหรับสสารมืด ซึ่งเป็นสสารลึกลับที่ดูเหมือนจะประกอบเป็นสสารส่วนใหญ่ในเอกภพ และส่งผลต่อคุณสมบัติแรงโน้มถ่วงของวัตถุขนาดใหญ่ เช่น กาแล็กซี ปฏิสัมพันธ์ระหว่างไดโพล-ไดโพลที่แปลกใหม่วิธีการค้นหา axion ใหม่ใช้ประโยชน์จากการทำนายเพิ่มเติมเกี่ยวกับพฤติกรรม

ในสหรัฐอเมริกาได้รวมเอา กลุ่มใหญ่ของอะตอมรูบิเดียม-87 ( 87 Rb) ที่มีโพลาไรซ์ (แหล่งที่มาของการหมุนของอิเล็กตรอน) กับซีออน-129 ที่มีโพลาไรซ์ ( 129Xe) นิวเคลียร์หมุนเพื่อค้นหาหลักฐานของการโต้ตอบนี้ สปินนิวเคลียร์ทำหน้าที่เป็นตัวขยายสัญญาณสำหรับสนามแม่เหล็กหลอกอ่อนๆ

ที่อาจเกิดจากอิเล็กตรอนแลกเปลี่ยนแกน และการทดลองแสดงให้เห็นว่าแอมพลิฟายเออร์แบบสปินสามารถเพิ่มสนามแม่เหล็กภายนอกได้มากกว่า 40 เท่า ค้นหาผ่านการวัดฟิลด์นี้” Peng อธิบาย “ในการค้นหา axions ที่มีมวลภายในหน้าต่าง axion ที่ 0.01 meV ถึง 1 meV เราปรับระยะห่าง

ของ แอมพลิฟายเออร์ที่ใช้สปิน 129 Xe และแหล่งสปิน Rb เป็นสเกลเซนติเมตร” เทคนิคนี้ทำให้นักวิจัยสามารถจำกัดมวล  จาก 0.03 meV ถึง 1 meV ซึ่งอยู่ในช่วงที่คาดการณ์ไว้โดยทฤษฎีต่างๆ รวมถึง QCD โครงตาข่ายอุณหภูมิสูง โมเดล “จนถึงขณะนี้ การค้นหาในห้องปฏิบัติการที่มีอยู่ 

(เช่น การทดลอง

ในโพรง และการสังเกตการณ์ทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ (เช่น ดาวแคระขาว และกระจุกดาวกลม) ส่วนใหญ่ค้นหาแกนที่มีมวลนอกหน้าต่างนี้ (ยกเว้นการทดลอง ORGAN ใน ออสเตรเลียตะวันตก)” “ผลลัพธ์ของเราไปถึงพื้นที่พารามิเตอร์ ซึ่งช่วยเสริมการศึกษาทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์

และห้องปฏิบัติการที่มีอยู่เกี่ยวกับการขยายแบบจำลองมาตรฐานที่มีศักยภาพ”การปรับปรุงความไวในการทดลองกล่าวว่าเทคนิคนี้อาจขยายเพิ่มเติมเพื่อค้นหาอนุภาคสมมุติฐานที่หลากหลายนอกเหนือจากแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์ของอนุภาค เช่น โบซอนของ Z และโฟตอนมืด “ด้วยเทคนิคของเรา

ตัวอย่างเช่น เราสามารถค้นหาการโต้ตอบที่แปลกใหม่ได้หลากหลายซึ่งอาศัยอนุภาคใหม่ เช่น การโต้ตอบที่อาศัยพาราโฟตอน ซึ่งความไวในการค้นหาที่เกี่ยวข้องควรดีกว่าข้อจำกัดที่มีอยู่หลายลำดับ”

กล่าว “นอกจากนี้ เราสามารถค้นหาสสารมืดของกาแล็กซีที่มีลักษณะคล้ายแกนแอกไอออนได้

โดยตรงซึ่งสามารถจับคู่กับนิวคลีออนได้ ทำให้มีความไวที่เกินขีดจำกัดของห้องปฏิบัติการก่อนหน้านี้หลายลำดับความสำคัญ และยิ่งกว่าที่ได้จากการสังเกตการณ์ทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์”ในระหว่างนี้ นักวิจัยซึ่งให้รายละเอียดงานของพวกเขาในจดหมายทบทวนทางกายภาพกล่าวว่าพวกเขา

ครั้งหนึ่งเคย

อดอาหารประท้วงเป็นเวลาสองวันเมื่อถูกกล่าวหาว่าทำผิดกฎของโรงเรียน  จะพยายามปรับปรุงความไวของเทคนิคต่อปฏิสัมพันธ์ที่แปลกใหม่ ตัวอย่างเช่น การใช้แอมพลิฟายเออร์ที่ใช้ สปินของอิเล็กตรอนแบบ 3 He หรือแหล่งสปินแบบโซลิดสเตต เช่น ผลึกเพนทาซีนที่ปั๊มด้วยแสง

กล่าว “มีงานมากมายที่ต้องดำเนินการในการประมวลผลและสอบเทียบข้อมูลเพื่อให้แน่ใจว่าเชื่อถือได้”

โชคดีที่ JWST กำลังเล่นบอลอยู่ “นักวิทยาศาสตร์ด้านเครื่องมืออาจบอกว่าพวกเขายังคงทำความรู้จักกับเครื่องดนตรีของพวกเขา และวิธีดำเนินการในการลบระบบและสิ่งประดิษฐ์เล็กๆ น้อยๆ 

และสิ่งที่คล้ายกันในข้อมูลของคุณ” มัลลีกล่าว “แต่โดยรวมแล้ว ความประทับใจที่ฉันได้รับจากทุกคนก็คือกล้องโทรทรรศน์ กำลังดำเนินการอย่างยอดเยี่ยม” ความเสี่ยงต่อผลกระทบจนถึงตอนนี้ มีข้อแม้เพียงอย่างเดียวสำหรับประสิทธิภาพของ JWST นั่นคือความเสียหายที่เกิดจากผลกระทบของอุกกาบาต

ขนาดเล็ก โดยเฉลี่ยแล้ว กระจกของกล้องโทรทรรศน์จะถูกกระทบเดือนละครั้งโดยบางสิ่งที่ใหญ่พอที่จะส่งผลต่อการตรวจจับหน้าคลื่นซึ่งเป็นความสามารถของกล้องโทรทรรศน์ในการตรวจจับข้อผิดพลาดในการจัดแนวของเลนส์ที่สามารถแสดงเป็นคลื่นแสงออกจากเฟส การตรวจจับด้านหน้าคลื่นที่ลดลงนี้

ทำให้ภาพมีความคมชัดน้อยลง ผลกระทบดังกล่าวมีการคาดการณ์ไว้ก่อนเปิดตัว และคาดว่าจะไม่ใหญ่พอที่จะคุกคามอายุการใช้งานของกล้องโทรทรรศน์ อย่างไรก็ตาม ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2565 หนึ่งในกลุ่มกระจกเงาได้รับผลกระทบที่มากกว่าปกติ ในการพูดคุยของเธอจากการประชุมรายงานว่า

ผลกระทบนี้ทำให้เกิดรอยแผล เพิ่มความคลาดเคลื่อนของหน้าคลื่นโดยรวมของกล้องโทรทรรศน์อีก 9 นาโนเมตร สิ่งนี้มีความสำคัญเนื่องจากหากข้อผิดพลาดของหน้าคลื่นถึง 150 นาโนเมตร กล้องโทรทรรศน์จะไม่ไวพอที่จะบรรลุเป้าหมายทางวิทยาศาสตร์อีกต่อไป ซึ่งหมายความว่า

ผลกระทบเพียง 10 ครั้งในระดับที่คล้ายกันจะถือว่า “จบเกม” สำหรับ ค่อนข้างตื่นตระหนกกับโอกาสนี้ NASA ได้จัดตั้งคณะทำงาน เพื่อตรวจสอบความเสี่ยง ประชากรอุกกาบาตขนาดเล็กที่ L2 เป็นที่รู้จักกันดี สิ่งที่ไม่ชัดเจนคือความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานจลน์ของการกระแทกและการลดลง

แนะนำ 666slotclub / hob66