পরীক্ষাগারে কণার মিথস্ক্রিয়া সনাক্ত করার একটি সংবেদনশীল নতুন উপায় প্রথমবারের মতো অক্ষের সন্ধানের জন্য ব্যবহার করা হয়েছে, অন্ধকার পদার্থের একটি অনুমানমূলক রূপ। একটি তথাকথিত স্পিন-ভিত্তিক পরিবর্ধক ব্যবহার করে, পদার্থবিদদের একটি আন্তর্জাতিক দল 0.01 meV থেকে 1 meV এর পূর্বাভাসিত "অ্যাক্সন উইন্ডো" এর মধ্যে অ্যাক্সিন ভরকে সীমাবদ্ধ করতে সফল হয়েছে, যার ফলে পূর্ববর্তী পরীক্ষাগার অনুসন্ধান এবং জ্যোতির্বিদ্যাগত পর্যবেক্ষণের মধ্যে ব্যবধান পূরণ হয়েছে।
চার্জ-প্যারিটি সমস্যা নামে পরিচিত পদার্থবিজ্ঞানের একটি অসামান্য ধাঁধা ব্যাখ্যা করার উপায় হিসাবে 1970-এর দশকে অ্যাক্সিয়নগুলিকে প্রথম অনুমান করা হয়েছিল। তত্ত্ব অনুসারে, এগুলি বিগ ব্যাংয়ের পরে প্রচুর পরিমাণে উত্পাদিত হত, এবং উভয়ই চার্জহীন এবং ইলেকট্রনের তুলনায় অনেক কম বৃহদাকার হওয়া উচিত, যার অর্থ তারা পদার্থ এবং তড়িৎ চৌম্বকীয় বিকিরণের সাথে খুব দুর্বলভাবে যোগাযোগ করবে। এটি তাদের অন্ধকার পদার্থের জন্য জনপ্রিয় প্রার্থী করে তোলে, একটি রহস্যময় পদার্থ যা মহাবিশ্বের বেশিরভাগ পদার্থ তৈরি করে এবং গ্যালাক্সির মতো বড় বস্তুর মহাকর্ষীয় বৈশিষ্ট্যকে প্রভাবিত করে।
বহিরাগত ডাইপোল-ডাইপোল মিথস্ক্রিয়া
নতুন অক্ষ অনুসন্ধান পদ্ধতি অক্ষীয় আচরণ সম্পর্কে আরও একটি ভবিষ্যদ্বাণীর সুবিধা নেয়: যখন ফার্মিয়ন (অর্ধ-পূর্ণসংখ্যা স্পিন সহ কণা) অক্ষ বিনিময় করে, তখন তাদের একটি বহিরাগত ডাইপোল-ডাইপোল মিথস্ক্রিয়া তৈরি করা উচিত যা নীতিগতভাবে, পরীক্ষাগারে সনাক্ত করা যেতে পারে। সর্বশেষ গবেষণায় একটি দলের নেতৃত্বে ড সিনহুয়া পেং এর চীনের বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি বিশ্ববিদ্যালয়, নেতৃত্বে গবেষকদের সঙ্গে একসঙ্গে দিমিত্রি বুডকার থেকে হেলমহোল্টজ ইনস্টিটিউট, জোহানেস গুটেনবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়, মেইনজ, জার্মানি, এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ইউসি বার্কলে, পোলারাইজড রুবিডিয়াম-87 এর একটি বৃহৎ সংযোজন মিলিত হয় (87Rb) পরমাণু (ইলেক্ট্রন ঘূর্ণনের একটি উৎস) পোলারাইজড xeon-129 সহ (129Xe) পারমাণবিক ঘূর্ণন এই মিথস্ক্রিয়া প্রমাণের জন্য দেখতে.
পারমাণবিক ঘূর্ণন দুর্বল ছদ্ম-চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের জন্য একটি পরিবর্ধক হিসাবে কাজ করে যা ইলেকট্রন বিনিময়কারী অক্ষ দ্বারা উত্পন্ন হতে পারে এবং পরীক্ষায় দেখা গেছে যে এই স্পিন-ভিত্তিক পরিবর্ধকটি 40-এর বেশি ফ্যাক্টর দ্বারা বাহ্যিক চৌম্বক ক্ষেত্রকে উন্নত করতে পারে। “অক্ষগুলি তখন হতে পারে। এই ক্ষেত্রটি পরিমাপের মাধ্যমে অনুসন্ধান করা হয়েছে,” পেং ব্যাখ্যা করেছেন। "0.01 meV থেকে 1 meV এর অক্ষ উইন্ডোর মধ্যে ভর সহ অক্ষগুলি অনুসন্ধান করতে, আমরা দূরত্ব সামঞ্জস্য করি 129Xe স্পিন-ভিত্তিক পরিবর্ধক এবং সেন্টিমিটার স্কেলে Rb স্পিন উৎস।"
এই কৌশলটি গবেষকদের অ্যাক্সিন ভরকে 0.03 meV থেকে 1 meV পর্যন্ত সীমাবদ্ধ করার অনুমতি দেয়, যা উচ্চ-তাপমাত্রার জালি QCD, স্ট্যান্ডার্ড মডেল অ্যাক্সিয়ন সিসা হিগস পোর্টাল ইনফ্লেশন (SMASH) মডেল এবং অ্যাক্সিয়ন স্ট্রিং নেটওয়ার্ক সহ বেশ কয়েকটি তত্ত্ব দ্বারা পূর্বাভাসিত পরিসরের মধ্যে রয়েছে। . “এখন পর্যন্ত, বিদ্যমান ল্যাবরেটরি অনুসন্ধান (উদাহরণস্বরূপ, ADMX-এর মতো গহ্বর পরীক্ষা) এবং জ্যোতির্দৈহিক পর্যবেক্ষণ (উদাহরণস্বরূপ, SN1987A, সাদা বামন, এবং গ্লোবুলার ক্লাস্টার) বেশিরভাগই এই উইন্ডোর বাইরে ভর দিয়ে অক্ষের জন্য অনুসন্ধান করেছে (অর্গান পরীক্ষার ব্যতিক্রম ছাড়া) পশ্চিম অস্ট্রেলিয়া), "পেং বলে ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড. "আমাদের ফলাফল অ্যাক্সন-উইন্ডো প্যারামিটার স্পেসে পৌঁছেছে, সম্ভাব্য স্ট্যান্ডার্ড-মডেল এক্সটেনশনগুলিতে বিদ্যমান অ্যাস্ট্রোফিজিকাল এবং পরীক্ষাগার অধ্যয়নের পরিপূরক।"
পরীক্ষামূলক সংবেদনশীলতা উন্নত করা
পেং বলেছেন যে কণা পদার্থবিদ্যার স্ট্যান্ডার্ড মডেল যেমন জেড' বোসন এবং অন্ধকার ফোটনের বাইরে বিভিন্ন ধরণের অনুমানমূলক কণার সন্ধানের জন্য কৌশলটি আরও বাড়ানো যেতে পারে। "আমাদের কৌশলের সাহায্যে, উদাহরণস্বরূপ, আমরা নতুন কণা দ্বারা মধ্যস্থিত বহিরাগত মিথস্ক্রিয়াগুলির একটি বিস্তৃত পরিসর অনুসন্ধান করতে পারি, যেমন প্যারাফোটন-মধ্যস্থ মিথস্ক্রিয়া, যার অনুরূপ অনুসন্ধান সংবেদনশীলতা বিদ্যমান সীমাবদ্ধতার চেয়ে অনেক বেশি মাত্রার হতে হবে," পেং বলেছেন। "এছাড়া, আমরা সরাসরি অক্ষ-সদৃশ গ্যালাকটিক ডার্ক ম্যাটারের জন্য অনুসন্ধান করতে পারি যা নিউক্লিয়নের সাথে মিলিত হতে পারে, এমন একটি সংবেদনশীলতার অনুমতি দেয় যা পূর্ববর্তী পরীক্ষাগারের সীমাকে বেশ কয়েকটি মাত্রায় এবং এমনকি জ্যোতির্বিদ্যাগত পর্যবেক্ষণ দ্বারা প্রাপ্ত সীমা অতিক্রম করে।"
চাপা আলো অন্ধকার পদার্থের অক্ষের অনুসন্ধানকে বাড়িয়ে তোলে
ইতিমধ্যে, গবেষকরা, যারা তাদের কাজের বিস্তারিত দৈহিক পর্যালোচনা চিঠি, বলুন যে তারা বহিরাগত মিথস্ক্রিয়াগুলির প্রতি তাদের কৌশলটির সংবেদনশীলতা আরও উন্নত করার চেষ্টা করবে। উদাহরণস্বরূপ, উপর ভিত্তি করে একটি পরিবর্ধক ব্যবহার করে 3তিনি ইলেক্ট্রন স্পিন বা সলিড-স্টেট স্পিন উত্স যেমন অপটিক্যালি-পাম্প করা পেন্টাসিন স্ফটিক এটি অর্জনে সহায়তা করতে পারে, তারা বলে।
