DALI實驗：用於暗物質的天文望遠鏡！

通過 研究所的ASTROFÍSICA去加那利（IAC） 2021年5月2日

這些盒子顯示了從大爆炸後的數十億年到現在的結構，銀河系的細絲和超級簇如何隨時間增長。致謝：CXC / MPE / V對工作的修改。Springel

軸突的檢測將標誌着科學史上的關鍵事件。這個假想的粒子可以同時解決現代物理學的兩個基本問題：強相互作用中的電荷和奇偶性問題，以及暗物質的奧秘。然而，儘管找到它具有很高的科學興趣，但由於缺乏可以以合理的成本建造的高靈敏度技術，幾乎沒有考慮在6 GHz以上的高射頻下進行搜索。到現在。

該研究所的Astrofísica去加那利（IAC）將參加國際合作開發的DALI（暗光子與公理樣顆粒干涉儀）實驗中，天文望遠鏡粒子暗物質，其科學目標是軸子和paraphotons搜索在6至60 GHz頻帶中。該原型作爲概念驗證，目前處於IAC的設計和製造階段。的白色紙描述實驗已被接受爲在出版物雜誌宇宙學和天體物理學（JCAP）。

軸突是在1970年代由理論預測的，是一種假想的低質量粒子，它與標準粒子（如核子和電子）以及與光子的相互作用較弱。研究了這些提議的相互作用，以嘗試使用不同類型的儀器檢測軸突。一種有前途的技術是研究軸與標準光子的相互作用。

“軸在強外部磁場的作用下與光子‘混合’，例如由粒子檢測器中的超導磁體產生的那些或通過磁共振用於醫學診斷的那些，併產生弱的無線電或微波信號。自80年代末以來，已經在各種實驗中尋找到該信號，這只是我們現在要使用DALI檢測的信號，儘管在新的幾乎未探索的參數範圍內，第一個參數可以訪問該信號。 IAC研究人員，該研究的第一作者Javier De Miguel解釋說。

首批在80年代和90年代製造的軸測探測器使用了一個諧振腔，該諧振腔在超級磁體內部放大了從軸測到的微弱微波信號，試圖將其帶入科學儀器可檢測到的功率範圍。不幸的是，腔的大小與掃描頻率成反比，並且對於軸，腔的尺寸太小，無法制作大於6 GHz的頻率。

因此，新實驗將最有前途的技術進行了高頻掃描，並將其包括在實際設計中，此外還增加了天體粒子檢測儀檢測軸突暗物質的能力。這樣，DALI包括一個強大的超導磁體，一個帶有新型諧振器的軸檢測器，以使由軸產生的微弱信號可被檢測到，以及一個仰角固定架，可以使其掃描天空中的物體和區域以尋找暗物質。

這樣，DALI可以幫助檢測軸突，該軸突的性質與希格斯玻色子相似，其性質類似於希恩斯玻色子，該粒子於2012年在歐洲核子研究組織（CERN）發現，並且有望用於暗物質。暗物質是宇宙的基本組成部分，它與普通物質的相互作用非常弱，因此很難直接檢測出來，但是暗物質的發現將使我們能夠解釋旋渦星系的旋轉曲線，以及爲什麼在其中形成結構除其他奧秘外，宇宙已經以迄今的方式發展。

參考文獻：Javier De Miguel撰寫的“探測6至60 GHz頻帶的暗物質望遠鏡”，2021年4月28日，《宇宙學與天體物理學雜誌》。DOI：10.1088 / 1475-7516 / 2021/04/075