Мы в Telegram
Добавить новость
News in English



Новости сегодня на DirectAdvert

Новости сегодня от Adwile

Dark matter: our new experiment aims to turn the ghostly substance into actual light



A ghost is haunting our universe. This has been known in astronomy and cosmology for decades. Observations suggest that about 85% of all the matter in the universe is mysterious and invisible. These two qualities are reflected in its name: dark matter.

Several experiments have aimed to unveil what it’s made of, but despite decades of searching, scientists have come up short. Now our new experiment, under construction at Yale University in the US, is offering a new tactic.

Dark matter has been around the universe since the beginning of time, pulling stars and galaxies together. Invisible and subtle, it doesn’t seem to interact with light or any other kind of matter. In fact, it has to be something completely new.

The standard model of particle physics is incomplete, and this is a problem. We have to look for new fundamental particles. Surprisingly, the same flaws of the standard model give precious hints on where they may hide.

The trouble with the neutron

Let’s take the neutron, for instance. It makes up the atomic nucleus along with the proton. Despite being neutral overall, the theory states that it it made up of three charged constituent particles called quarks. Because of this, we would expect some parts of the neutron to be charged positively and others negatively –this would mean it was having what physicist call an electric dipole moment.

Yet, many attempts to measure it have come with the same outcome: it is too small to be detected. Another ghost. And we are not talking about instrumental inadequacies, but a parameter that has to be smaller than one part in ten billion. It is so tiny that people wonder if it could be zero altogether.

In physics, however, the mathematical zero is always a strong statement. In the late 70s, particle physicistsnRoberto Peccei and Helen Quinn (and later, Frank Wilczek and Steven Weinberg) tried to accommodate theory and evidence.

They suggested that, maybe, the parameter is not zero. Rather it is a dynamical quantity that slowly lost its charge, evolving to zero, after the Big Bang. Theoretical calculations show that, if such an event happened, it must have left behind a multitude of light, sneaky particles.

These were dubbed “axions” after a detergent brand because they could “clear up” the neutron problem. And even more. If axions were created in the early universe, they have been hanging around since then. Most importantly, their properties check all the boxes expected for dark matter. For these reasons, axions have become one of the favourite candidate particles for dark matter.

Axions would only interact with other particles weakly. However, this means they would still interact a bit. The invisible axions could even transform into ordinary particles, including – ironically – photons, the very essence of light. This may happen in particular circumstances, like in the presence of a magnetic field. This is a godsend for experimental physicists.

Experimental design

Many experiments are trying to evoke the axion-ghost in the controlled environment of a lab. Some aim to convert light into axions, for instance, and then axions back into light on the other side of a wall.

At present, the most sensitive approach targets the halo of dark matter permeating the galaxy (and consequently, Earth) with a device called a haloscope. It is a conductive cavity immersed in a strong magnetic field; the former captures the dark matter surrounding us (assuming it is axions), while the latter induces the conversion into light. The result is an electromagnetic signal appearing inside the cavity, oscillating with a characteristic frequency depending on the axion mass.

The system works like a receiving radio. It needs to be properly adjusted to intercept the frequency we are interested in. Practically, the dimensions of the cavity are changed to accommodate different characteristic frequencies. If the frequencies of the axion and the cavity do not match, it is just like tuning a radio on the wrong channel.

The powerful magnet is moved to the lab at Yale.

The powerful magnet is moved to the lab at Yale.Yale University, CC BY-SA

Unfortunately, the channel we are looking for cannot be predicted in advance. We have no choice but to scan all the potential frequencies. It is like picking a radio station in a sea of white noise – a needle in a haystack – with an old radio that needs to be bigger or smaller every time we turn the frequency knob.

Yet, those are not the only challenges. Cosmology points to tens of gigahertz as the latest, promising frontier for axion search. As higher frequencies require smaller cavities, exploring that region would require cavities too small to capture a meaningful amount of signal.

New experiments are trying to find alternative paths. Our Axion Longitudinal Plasma Haloscope (Alpha) experiment uses a new concept of cavity based on metamaterials.

Metamaterials are composite materials with global properties that differ from their constituents – they are more than the sum of their parts. A cavity filled with conductive rods gets a characteristic frequency as if it were one million times smaller, while barely changing its volume. That is exactly what we need. Plus, the rods provide a built-in, easy-adjustable tuning system.

We are currently building the setup, which will be ready to take data in a few years. The technology is promising. Its development is the result of the collaboration among solid-state physicists, electrical engineers, particle physicists and even mathematicians.

Despite being so elusive, axions are fuelling progress that no ghost will ever take away.The Conversation

Andrea Gallo Rosso, Postdoctoral Fellow of Physics, Stockholm University

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.

Читайте на 123ru.net

Другие проекты от 123ru.net



Архангельск

Архангельск стал базовой площадкой для проведения окружного спортивного форума



Мода

Befree запускает сайт для поиска талантов






Новости 24 часа

В Подмосковье сотрудники Росгвардии спасли пожилого мужчину, который оказался один дома и плохо себя почувствовал



Game News

I tried to recreate Marvel's Iron Man in this movie studio sim, and my version was so bad my own father stormed out of the theater



Москва

Бывшего вице-губернатора Краснодарского края Власова арестовали до 5 августа



News Every Day

A Deep Dive into Realistic Doll Manufacturers



Интернет

Работать там, где удобно: беспроводная гарнитура Fstyler BH230 от A4Tech



Москва

В ООН заявили о необходимости возобновления диалога между ядерными державами



Анастасия Волочкова

Волочкова про дочь: «В семье Вдовина она не может быть любимым ребенком. Там сложные отношения»



Москва

Фестиваль «Голоса Победы» пройдет в Москве с 8 по 12 июня



Андрей Ольховский

Экс-теннисист Ольховский: российские теннисисты выступили ниже ожиданий



Москва

Юлия Пересильд, московский Театр на Таганке, ММОМА – участники 3-его фестиваля «Территория. Красноярск» раскрывают грани современного искусства



#123ru.net

Погружение в современное российское искусство – стартовал 3-ий фестиваль «Территория. Красноярск»



Симферополь

Глава Росавиации рассказал о перспективах открытия аэропорта Краснодара



Москва

«Солнечная Азбука» в особом семейном центре «Семь-Я»



Москва

Собянин: Инвестпортал Москвы станет основой для всероссийской площадки



Москва

Яндекс, А.С. Пушкин, Святой Ленин ведут следствие. Настоящая сенсация! 225 лет А.С. Пушкину.



103news.com — быстрее, чем Я..., самые свежие и актуальные новости Вашего города — каждый день, каждый час с ежеминутным обновлением! Мгновенная публикация на языке оригинала, без модерации и без купюр в разделе Пользователи сайта 103news.com.

Как добавить свои новости в наши трансляции? Очень просто. Достаточно отправить заявку на наш электронный адрес mail@29ru.net с указанием адреса Вашей ленты новостей в формате RSS или подать заявку на включение Вашего сайта в наш каталог через форму. После модерации заявки в течении 24 часов Ваша лента новостей начнёт транслироваться в разделе Вашего города. Все новости в нашей ленте новостей отсортированы поминутно по времени публикации, которое указано напротив каждой новости справа также как и прямая ссылка на источник информации. Если у Вас есть интересные фото Вашего города или других населённых пунктов Вашего региона мы также готовы опубликовать их в разделе Вашего города в нашем каталоге региональных сайтов, который на сегодняшний день является самым большим региональным ресурсом, охватывающим все города не только России и Украины, но ещё и Белоруссии и Абхазии. Прислать фото можно здесь. Оперативно разместить свою новость в Вашем городе можно самостоятельно через форму.

Другие популярные новости дня сегодня


Новости 24/7 Все города России





Топ 10 новостей последнего часа




Новости России

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: В Московском регионе более 62 тысяч семей распорядились материнским капиталом через банки

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С начала года более 4,7 тысячи жителей Московского региона оформили страховую пенсию в автоматическом режиме на портале госуслуг

Реально выпрашивают: Казахстан решил открыть совместный центр с НАТО – ничему не учатся

Похороны убитого зампреда «Зова народа» состоятся в Перми


Москва

Яндекс, А.С. Пушкин, Святой Ленин ведут следствие. Настоящая сенсация! 225 лет А.С. Пушкину.






Rss.plus

За один день работники Уссурийского ЛРЗ и их дети выполнили сменно-суточное задание по ремонту 129 паровозиков

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: В Московском регионе более 62 тысяч семей распорядились материнским капиталом через банки

В Подмосковье сотрудники Росгвардии спасли пожилого мужчину, который оказался один дома и плохо себя почувствовал

Яндекс, А.С. Пушкин, Святой Ленин ведут следствие. Настоящая сенсация! 225 лет А.С. Пушкину.

Moscow.media
Москва

В Зеленограде появится производство альбумина и иммуноглобулина — Собянин



103news.comмеждународная интерактивная информационная сеть (ежеминутные новости с ежедневным интелектуальным архивом). Только у нас — все главные новости дня без политической цензуры. "103 Новости" — абсолютно все точки зрения, трезвая аналитика, цивилизованные споры и обсуждения без взаимных обвинений и оскорблений. Помните, что не у всех точка зрения совпадает с Вашей. Уважайте мнение других, даже если Вы отстаиваете свой взгляд и свою позицию. 103news.com — облегчённая версия старейшего обозревателя новостей 123ru.net.

Мы не навязываем Вам своё видение, мы даём Вам объективный срез событий дня без цензуры и без купюр. Новости, какие они есть — онлайн (с поминутным архивом по всем городам и регионам России, Украины, Белоруссии и Абхазии).

103news.com — живые новости в прямом эфире!

В любую минуту Вы можете добавить свою новость мгновенно — здесь.

Музыкальные новости

Джиган

Джиган, Оксана Самойлова, Виктория Боня и другие: ТНТ раскрывает дату премьеры нового сезона реалити«Выжить в Дубае. Возвращение»




Спорт в России и мире

Алексей Смирнов – актер, которого, надеюсь, еще не забыли

«Столото» подписал соглашение в развитие стратегической поддержки комплекса ГТО и многоборья ГТО

Поражения Шубенкова и Савлукова, осечка Кнороз и двойной триумф Макаренко: чем запомнился «Мемориал Знаменских»

Академия Плющенко требует почти два миллиона со сбежавшей от них юной спортсменки


ATP

Янник Синнер высказался о первом месте в рейтинге ATP и травме Новака Джоковича



Новости Крыма на Sevpoisk.ru


Москва

На природных территориях Москвы расцветет множество краснокнижных растений



Частные объявления в Вашем городе, в Вашем регионе и в России