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研究為隱藏光子暗物質的動力學混合設置了新的約束

時間：2025-12-10 09:15:27 來源：網絡整理編輯：娛樂

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實驗設置的關鍵部分，右下角是直徑12.7厘米的鍍金碟形天線，上面是淺灰色的喇叭天線，背景右上角是量子受限的參量放大器(135度角的深棕色矩形)。鳴謝:Ramanathan等人。神秘的地球uux.cn）

實驗設置的關鍵部分，右下角是為隱直徑12.7厘米的鍍金碟形天線，上面是藏光淺灰色的喇叭天線，背景右上角是暗物量子受限的參量放大器(135度角的深棕色矩形)。鳴謝:Ramanathan等人。質的置新
（神秘的動力的約地球uux.cn）據美國物理學家組織網（英格麗德·法德利）：由于暗物質是由不吸收、不發射也不反射光的學混粒子組成的，所以不能用觀察常規物質的合設方法直接觀察到它。近年來，研究世界各地的為隱天體物理學家一直在設計方法來幫助探測這種難以捉摸的物質。
加州理工學院的藏光研究人員最近對隱藏或暗光子暗物質設置了新的直接探測約束，這是暗物一種被假設與普通光子(光)存在弱相互作用的暗物質候選者。他們發表在《物理評論快報》上的質的置新論文介紹了一種尋找隱藏光子的新方法。
“隱藏光子暗物質實驗的動力的約靈敏度取決于暗物質信號與你能探測到的最小信號相比的強度，”進行這項研究的學混研究人員之一Nikita Klimovich告訴Phys.org。“對于隱藏光子搜索，暗物質信號的幅度與所用金屬盤的面積成比例，而最小可檢測信號水平在很大程度上取決于用于讀取天線的放大器的噪聲水平?！?br>Klimovich和他的同事最近的工作建立在過去對隱藏暗物質的研究基礎上，例如SHUKET實驗。SHUKET實驗是一項雄心勃勃的研究工作，旨在使用電磁望遠鏡探測超輕暗物質。
“激發這項工作的先前研究，如SHUKET實驗，通常旨在通過使用一個非常大的碟形天線來最大化信號強度，同時使用他們可以獲得的最好的商業低噪聲放大器，”Klimovich解釋說。
" Karthik Ramanathan意識到我們有可能采取相反的方法."
“使用我開發的量子限制放大器，并在毫開爾文溫度下進行整個實驗，與使用現成的低噪聲(但不是量子限制噪聲)技術的其他實驗相比，我們可以顯著降低我們可以檢測到的最小信號水平，”
該團隊提出的尋找隱藏光子的方法有一個關鍵的缺點。具體來說，低溫恒溫器內的可用空間很小，這將大大限制他們可以使用的培養皿的大小，導致原始信號比其他實驗(包括SHUKET)檢測到的信號低得多。
盡管如此，Klimovich，Ramanathan和他們的同事希望使用他們的方法收集的測量結果的靈敏度增加將彌補這一限制，使他們能夠為探測暗光子設置新的限制。在他們的實驗中，他們主要檢查了球形金屬盤發出的信號，并將其與所謂的參考負載進行比較。
“如果存在一個隱藏的光子，其質量對應于我們敏感的頻率范圍，那么與參考相比，我們應該會看到一個小的多余能量塊來自碟形天線，”克利莫維奇說?！耙驗槲覀儧]有看到這樣的信號，所以我們可以根據我們能夠檢測到的最小信號水平，為這樣一個隱藏的光子粒子與電磁場的耦合設置一個新的上限?！?br> 研究為隱藏光子暗物質的動力學混合設置了新的約束

實驗設置的關鍵部分，右下角是直徑12.7厘米的鍍金碟形天線，上面是淺灰色的喇叭天線，右上角是背景中的量子受限參數放大器(135度角的深棕色矩形)。鳴謝:Ramanathan等人。
使用他們提出的方法，研究人員能夠對隱藏光子的直接檢測引入新的嚴格限制。雖然他們到目前為止沒有探測到這個暗物質候選者，但他們希望他們的方法將被用于進行進一步的搜索，最終有助于它的探測。
“除了對探測設置的新限制，我們還展示了一種非常容易實現的方法，用于未來的隱藏光子實驗，”克利莫維奇補充道。
“對于大多數能夠使用量子限制放大器的研究小組來說，定性暗物質搜尋將是一個廉價且相對簡單的實驗。我們希望使用類似的方法來搜索更高頻率的隱藏光子(目前對隱藏光子耦合的限制更弱)，并增強設置，以便能夠檢測其他類型的暗物質，如軸子。”

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