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宇宙中超過 85% 的物質是未知的，只有通過與常規物質的引力相互作用才能知道。這種神秘的東西被稱為暗物質，然而其尚未被直接發現，但這并不是缺乏嘗試。這些年來科學家已經進行了許多不同的實驗，以嘗試從各種提出的暗物質粒子中拾取信號。
近年來，HADES 粒子檢測器消除了“暗光子 ”的可能性，LUX 和 XENON1T 也排除了某些類型的弱相互作用大質量大粒子(WIMP)。
但是，仍然可能的一種解釋是一種稱為軸子的假想基本粒子。人們相信軸子將不是離散的粒子，而是像波一樣在整個空間中流動并且很少與正常物質相互作用的行為。特別是，軸子被認為與電和磁之間的相互作用微弱(但可檢測)，這可能是它們最終展現自我的方式。
斯德哥爾摩的研究人員設計了一個新的實驗，可以偵聽此類相互作用。該探測器將由一個裝有冷等離子體的腔室組成，該腔室的電線比一根頭發還細。這將被包裹在一塊大而有力的磁鐵內。
這個想法是，在這個磁場內，任何穿過的軸子都會產生一個小的電場。反過來，這將驅動等離子體中的振蕩，然后可以將其檢測為軸子本身的證據。通過將這些導線靠近在一起或分開，可以像收音機一樣調諧該設備，以找到正確的軸子頻率。
該研究的作者 Matthew Lawson 表示：“沒有冷等離子體，軸子不能有效地轉化為光。等離子體扮演著雙重角色，既創造了一個允許高效轉化的環境，又提供了一個共振等離子體激元來收集轉化后的暗物質的能量。”
這種設計不同于以前的尋找軸子的嘗試。幾年前，nEDM 實驗檢查了處于不受干擾的高度受控環境中的中子是否會隨時間改變其自旋。如果是這樣，這可能是發現軸子的證據。另一個名為 ABRACADABRA 的實驗使用了環形磁鐵。從技術上講，中心不應該有磁場-但是，如果軸子無處不在，它們可能會在該區中產生磁場。
這兩個實驗最終都未能獲得理想的結果。但是無效的結果并不一定排除軸子的存在-而可能意味著軸子的質量可能較小，或者相互作用較弱。新實驗設計的優點在于，冷等離子體會放大任何潛在信號，因此可以檢測到這些較弱的相互作用。研究人員表示，他們的系統也可以相對輕松地擴展。
該研究的作者 Alexander Miller 說道：“這完全是一種尋找暗物質的新方法，它將幫助我們在完全未開發的區域中尋找最強的暗物質候選者之一。建立可調諧的等離子體將使我們能夠進行比傳統技術更大的實驗，從而在高頻下產生更強的信號。”
雖然該設計目前仍是理論上的，但該概念已經在基于該想法的實際實驗中進行開發。
該研究發表在《物理評論快報》上。
（邯鄲網站建設）
