Experimento láser podría revelar partículas responsables de la materia oscura

isaac schultz

Publicado hace 29 minutos: 26 de mayo de 2023 a las 00:05

Tubos largos, imanes potentes y láseres brillantes. ¿Es eso todo lo que se necesita para atraer a las tímidas partículas del universo para que se revelen?

Los físicos que trabajan en el experimento ALPS II esperan que sí, ya que comenzaron su búsqueda de materia oscura similar al axión (o similar al axión) el martes 23 de mayo. Sincrotrón, o DESY.

ALPS II está buscando partículas elementales que hasta ahora han eludido la observación humana. Se cree que estas partículas son responsables de algo llamado materia oscura, el término general para 27% de las cosas en el universo No se ha observado directamente, pero su presencia aparece en halos de materia oscura y lentes gravitacionales.

A gran escala, las características de la materia oscura son evidentes, pero para determinar con precisión qué comprende las incógnitas, los físicos tienen que observar algunas de las escalas más pequeñas.

Hay varios candidatos principales para la materia oscura, pero los dos principales son las partículas masivas de interacción débil (WIMP) y las máquinas. Los axiones llevan el nombre de detergente para ropa y son más pequeños que los WIMP. De hecho, se supone que son tan pequeños que se comportan más como ondas que como partículas, similares a los fotones de luz (se cree que otro candidato a materia oscura, los fotones oscuros, actúa de manera similar, de ahí su nombre).

Una de las propiedades de los axiones es que pueden deslizarse dentro y fuera de la existencia, tal vez incluso fotones ordinarios. El experimento ALPS II está diseñado para detectar partículas como axiones tomando medidas de estos cambios potenciales, de fotones a axiones y viceversa. Los imanes en el experimento, que se utilizan para crear un campo magnético para albergar esta transición de fotón a axión, se tomaron del acelerador HERA retirado desde entonces en DESY.

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ALPS II está separado en dos partes por una pared a través de la cual la luz no puede pasar, pero los axiones sí. Si la luz aparece al otro lado del experimento, les indica a los científicos que el fotón se ha convertido en un axión, cruzó la pared y volvió a convertirse en un fotón.

dijo Axel Lindner, líder de proyecto en DESY y portavoz de la colaboración ALPS, en DESY lanzamiento. Lindner agregó que las probabilidades son «como tirar 33 dados y todos salen de la misma manera».

El experimento comenzará la búsqueda en un «modo operativo débil», según el comunicado, para que sea más fácil discernir la luz de fondo que puede dar falsos positivos a la materia oscura del axión. Se espera que ALPS II alcance la máxima sensibilidad a finales de este año y su sistema de espejos se actualizará el próximo año. Los primeros datos del experimento se esperan para 2024.

«Incluso si no encontramos ninguna partícula ligera con ALPS, el experimento cambiará los límites de exclusión de las partículas ultraligeras por un factor de 1000», dijo Lindner. Este sería un gran paso, ya que hasta ahora la búsqueda de axiones ha sido un arduo proceso de adentrarse en el posible rango de masas de las partículas teóricas.

ALPS II unirá fuerzas con otros detectores gigantes de materia oscura como LUX-ZEPLIN en Dakota del Sur y XENON1T en los Apeninos para olfatear la escurridiza física que sustenta el universo.

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