Kandidát na temnou hmotu mohl v exotických materiálech vytvořit entity podobné řetězcům

Umělecký dojem z axionu, hypotetické elementární částice, byl použit k vysvětlení, proč je symetrie nábojové parity zachována v kvantové chromodynamice. Od té doby jste byli navrženi jako vedoucí kandidát na temnou hmotu. Fotografický kredit: © RAMON ANDRADE 3DCIENCIA / SCIENCE PHOTO KNIHOVNA

Výpočty ukazují, jak mohou teoretické „axionické řetězce“ vyvolat podivné chování, pokud jsou vyrobeny v laboratoři z exotických materiálů.

O něco méně záhadná byla hypotetická částice, která mohla vyřešit jednu z největších hádanek kosmologie. Fyzik RIKEN a dva kolegové demonstrovali matematické principy, které by mohly vysvětlit, jak takzvané axiony mohou vytvářet řetězcovité entity, které vytvářejí podivné napětí v laboratorních materiálech.

Axions byly poprvé navrženy v 70. letech fyziky studujícími teorii kvantové chromodynamiky, která popisuje, jak jsou některé elementární částice drženy pohromadě v jádru. Problém byl v tom, že tato teorie předpovídala některé bizarní vlastnosti známých částic, které nebyly pozorovány. Aby to napravili, fyzici založili novou částici – později nazvanou Axion, po značce pracích prostředků, protože pomohla vyčistit nepořádek v teorii.

Fyzici brzy zjistili, že osy mohou také vyřešit kosmickou hádanku. Předpokládá se, že více než 80% hmoty ve vesmíru je tvořeno záhadnou neviditelnou látkou známou jako temná hmota. “Axiony jsou kandidáty na temnou hmotu, ale zatím jsme je nenašli,” říká Yoshimasa Hidaka z Interdisciplinárního teoretického a matematického programu RIKEN. Axiony mohou mít správné vlastnosti, takže fyzici provedli řadu experimentů hledajících známky jejich existence. V červnu 2020 přinesl experiment XENON1T v laboratoři Gran Sasso v Itálii důkazy o tom, že mohli objevit Axion – tento výsledek ještě musí být potvrzen.

Existuje však ještě další aréna, ve které lze studovat vlastnosti axionu. Fyzici mohou pomocí laboratoře vyrábět exotické materiály zvané topologické izolátory, které mají podivné vlastnosti, například: B. Vedení elektřiny na jejich površích při zachování elektrických izolátorů uvnitř. Tyto materiály vykazují jiné podivné chování. Někdy se jejich elektrony seskupují a pohybují se takovým způsobem, že se materiál zdá být tvořen „kvazičásticemi“ s neobvyklými vlastnostmi. To může vytvořit neočekávané napětí napříč materiálem, které se nazývá abnormální Hallův efekt.

Předpokládá se také, že takto vzniká axion v topologických izolátorech, kde by měl interagovat se světelnými částicemi nebo fotony jiným způsobem než normální částice.

Hidaka a jeho dva kolegové nyní zkoumali teorii, která reguluje interakci mezi axiony a fotony. Ačkoli jsou axiony částice podobné bodům, tým vypočítal, že světlo v materiálech ve skutečnosti interaguje s rozšířenými vláknitými konfiguracemi složenými z axií nazývaných axionické řetězce. To by vedlo k anomálnímu Hallovu jevu pozorovanému v experimentech.

„Zjistili jsme základní matematickou strukturu tohoto jevu,“ říká Hidaka.

Odkaz: „Symetrie vyšší formy a 3 skupin v axionové elektrodynamice“, autor: Yoshimasa Hidaka, Muneto Nitta a Ryo Yokokura, 4. srpna 2020, Fyzikální písmeno B..
DOI: 10.1016 / j.physletb.2020.135672

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Kampaň NASA SnowEx kopání hluboko v roce 2021

Měření sněhu se může zdát jednoduché, ale každé prostředí představuje pro přístroje jedinečné výzvy. Například sněžení v lesích se zachytává na větvích nebo...

Agresivní tržní model vývoje energie z jaderné syntézy

Koncept ARC Fusion Pilot Plant byl vyvinut na MIT, aby demonstroval potenciál vysokoteplotních supravodivých magnetů pro nastavení hodnoty rychlosti fúzní energie և. Půjčka:...

Sekvence 64 úplných lidských genomů k zachycení lepší genetické rozmanitosti

Struktura genomu. Zápočet: NIH Sekvence 64 lidských genomů poslouží jako nový odkaz na genetické modifikace a predispozici k lidským chorobám Vědci z University of Maryland...

LSD může nabídnout udržitelnou léčbu úzkosti a jiných duševních poruch

McGill studoval krok v porozumění mechanismu vlivu psychedelik na mozek a potenciálu pro terapeutické použití. Vědci z McGill University poprvé objevili jeden z možných mechanismů,...

Nenechte si ujít příští úplněk – sníh, bouře a hladový měsíc

Uznání: NASA / Bill Dunford Příští úplněk je měsíc se sněhem, bouří a hladem; měsíc během svátků svátku Puim; festival čínských luceren; Magha Purnima a...

Newsletter

Subscribe to stay updated.