Аксион - Axion

Для использования в других целях см. Аксион (значения).
Не путать с Аксиома или же Аксон.
Аксион
ВзаимодействияСила тяжести, электромагнитный
Положение делГипотетический
СимволА0
Теоретически1977, Печчеи и Куинн
Масса10−5 до 10−3 эВ /c2 [1]
Ширина распада109 до 1012 ГэВ / c2 [2][3]
Электрический заряд0
Вращение0

В аксион (/ˈæksяɒп/) является гипотетическим элементарная частица постулированный Теория Печчеи-Куинна в 1977 году для решения сильная проблема CP в квантовая хромодинамика (QCD). Если аксионы существуют и имеют низкую массу в определенном диапазоне, они представляют интерес как возможный компонент холодная темная материя.

История

Сильная проблема CP

Как показано Жерар т Хофт,[4] сильные взаимодействия стандартной модели, КХД, обладают нетривиальной вакуумной структурой, которая в принципе допускает нарушение комбинированных симметрий зарядовое сопряжение и паритет, вместе известные как CP. Вместе с эффектами, создаваемыми слабые взаимодействия, эффективный периодический член, сильно нарушающий СР, Θ, отображается как Стандартная модель входной - его значение не предсказывается теорией, но должно быть измерено. Однако большие CP-нарушающие взаимодействия, происходящие из КХД, будут вызывать большие электрический дипольный момент (ЭДМ) нейтрона. Экспериментальные ограничения на ненаблюдаемый в настоящее время EDM подразумевают, что CP-нарушение от QCD должно быть очень маленьким и, следовательно, Θ сам должен быть очень маленьким. С Θ может иметь любое значение от 0 до 2π, это представляет собой «естественность »Проблема для стандартной модели. Почему этот параметр так близок к нулю? (Или почему КХД должна сохранять CP?) Этот вопрос составляет то, что известно как сильная проблема CP.[а]

Прогноз

В 1977 г. Роберто Печчеи и Хелен Куинн постулировал более элегантное решение сильной CP-проблемы, Механизм Печчеи-Куинна. Идея в том, чтобы эффективно продвигать Θ в поле. Это достигается путем добавления новой глобальной симметрии (называемой Симметрия Печчеи-Куинна ), который самопроизвольно ломается. Это приводит к новой частице, как показано независимо Франк Вильчек и Стивен Вайнберг, который выполняет роль Θ, естественным образом ослабляя параметр CP-нарушения до нуля. Вильчек назвал эту новую гипотетическую частицу «аксион» в честь марки стирального порошка,[5] а Вайнберг назвал его «Хигглет». Позже Вайнберг согласился использовать для частицы имя Вильчека.[6] Поскольку он имеет ненулевую массу, аксион является бозон псевдо-Намбу – Голдстоуна.[7]

Поиски

Модели Axion тщательно выбирают силы связи, которые слишком слабы, чтобы их можно было обнаружить в предыдущих экспериментах. Считалось, что эти «невидимые аксионы”Решила проблему сильной CP, но все еще была слишком маленькой, чтобы ее можно было наблюдать раньше. В современной литературе механизмы «невидимого аксиона» обсуждаются в двух формах, называемых K S V Z (Ким –Шифман –Вайнштейн –Захаров)[8][9] и D F S Z (Обедать –Фишлер –Средницкий–Житницкий).[10][11]

Очень слабо связанный аксион также очень легкий, потому что сцепление аксионов и масса пропорциональны. Удовлетворенность «невидимыми аксионами» изменилась, когда было показано, что любой очень легкий аксион должен был быть избыточно продуцирован в ранней Вселенной и поэтому должен быть исключен. Критическая масса порядка 10−11 раз масса электрона.[12][13][14]

При массе выше 10−11 раз масса электрона аксионы могут составлять темная материя, таким образом, быть одновременно кандидатом в темную материю и решением сильной CP-проблемы. О значении массы для аксиона от 0,05 до 1,50 мэВ сообщалось в статье, опубликованной Борсани. и другие.. (2016).[15] Результат был рассчитан путем моделирования образования аксионов во время постинфляция период на суперкомпьютер.[16]

Уравнения Максвелла с аксионными модификациями

Пьер Сикиви опубликовал модификацию Уравнения Максвелла которые возникают из легкого стабильного аксиона в 1983 году.[17] Он показал, что эти аксионы могут быть обнаружены на Земле путем преобразования их в фотоны с использованием сильного магнитного поля, что привело к нескольким экспериментам: ADMX; Солнечные аксионы могут быть преобразованы в рентгеновские лучи, как в CERN Axion Solar Telescope (CAST); Другие эксперименты ищут в лазерном свете признаки аксионов.[18]

В уравнениях Максвелла существует симметрия, при которой электрическое и магнитное поля могут вращаться друг в друга, при этом новые поля все еще удовлетворяют уравнениям Максвелла. Лука Визинелли показал, что двойственная симметрия может быть перенесена и в аксионно-электромагнитную теорию.[19] Предполагая существование обоих магнитные монополи и аксионов полный набор уравнений Максвелла гласит:

ИмяУравнения
Закон Гаусса
Закон Гаусса для магнетизма
Закон Фарадея
Закон Ампера – Максвелла
Аксион закон

Если магнитные монополи не существуют, то справедливы те же уравнения с монопольной плотностью и монопольный ток заменен на ноль. С монополями или без них включение аксиона в уравнения Максвелла приводит к вращению электрического и магнитного полей друг в друге.

где угол смешивания зависит от константы связи и напряженность аксионного поля

Подключив новые значения для электромагнитного поля и в уравнения Максвелла мы получаем модифицированные аксионами уравнения Максвелла, описанные выше. Включение аксиона в электромагнитную теорию также дает новое дифференциальное уравнение - закон аксиона - который является просто Уравнение Клейна – Гордона (уравнение квантовой теории поля для массивных частиц с нулевым спином) с исходный термин.

Аналогичный эффект для топологических изоляторов.

Термин, аналогичный тому, который будет добавлен к Уравнения Максвелла учитывать аксионы[20] также появляется в недавних (2008) теоретических моделях для топологические изоляторы дает эффективное аксионное описание электродинамики этих материалов.[21]

Этот член приводит к нескольким интересным предсказанным свойствам, включая квантованный магнитоэлектрический эффект.[22] Доказательства этого эффекта недавно были приведены в ТГц спектроскопические эксперименты исполняется на Университет Джона Хопкинса на тонкопленочных топологических изоляторах квантового режима, разработанных в Университет Рутгерса.[23]

В 2019 году команда на Институт Макса Планка для химической физики твердого тела опубликовали результаты обнаружения аксионные изоляторы в пределах Полуметалл Вейля.[24] Аксионный изолятор - это квазичастица - возбуждение электронов, которые ведут себя вместе как аксион - и его открытие согласуется с существованием аксиона как элементарной частицы.[25]

Эксперименты

Несмотря на то, что они еще не были найдены, модели аксионов хорошо изучены более 40 лет, что дает физикам время для понимания эффектов аксионов, которые могут быть обнаружены. В настоящее время ведется несколько экспериментальных поисков аксионов; большинство из них используют ожидаемое слабое взаимодействие аксионов с фотонами в сильных магнитных полях. Аксионы также являются одними из немногих оставшихся кандидатов в частицы темной материи и могут быть обнаружены в некоторых экспериментах с темной материей.

Прямое преобразование в магнитном поле

В нескольких экспериментах по поиску астрофизических аксионов Эффект Примакова, который преобразует аксионы в фотоны и наоборот в электромагнитных полях.

В Аксионский эксперимент с темной материей (ADMX) в Вашингтонский университет использует сильное магнитное поле для обнаружения возможного слабого преобразования аксионов в микроволны.[26]ADMX исследует галактику ореол темной материи[27] для аксионов, резонирующих с холодным микроволновым резонатором. ADMX исключил оптимистичные модели аксионов в диапазоне 1,9–3,53 мкэВ.[28][29][30] В 2013-2018 гг. серия обновлений были выполнены и собираются новые данные, в том числе при 4,9–6,2 мкэВ.

Другие эксперименты этого типа включают HAYSTAC,[31] КУЛЬТАСК,[32] и ORGAN.[33] HAYSTAC недавно завершил первый прогон сканирования галоскопа выше 20 мкэВ.[31]

Поляризованный свет в магнитном поле

Итальянский ПВЛАС эксперимент ищет изменения поляризации свет распространяется в магнитном поле. Эта концепция была впервые предложена в 1986 г. Лучано Майани, Роберто Петронцио и Эмилио Заваттини.[34] Заявление о ротации[35] в 2006 году был исключен обновленной установкой.[36] Оптимизированный поиск начался в 2014 году.

Свет сквозь стены

Другой прием - так называемый «свет сквозь стены»,[37] где свет проходит через сильное магнитное поле, превращая фотоны в аксионы, которые затем проходят через металл и преобразуются в фотоны другим магнитным полем по другую сторону барьера. Эксперименты BFRS и команды под руководством Риццо исключили аксионную причину.[38] GammeV не увидел никаких событий, о чем сообщается в Письме с обзором физики за 2008 год. ALPS-I провела аналогичные пробежки,[39] установление новых ограничений в 2010 году; ALPS-II будет запущен в 2019 году.[нуждается в обновлении ] OSQAR не обнаружил сигнала, ограничение связи[40] и продолжу.

Поиски астрофизических аксионов

Аксионоподобные бозоны могут иметь подпись в астрофизических условиях. В частности, в нескольких недавних работах предлагались аксионоподобные частицы как решение проблемы видимой прозрачности Вселенной для ТэВ-фотонов.[41][42] В нескольких недавних работах также было продемонстрировано, что в больших магнитных полях, пронизывающих атмосферы компактных астрофизических объектов (например, магнетары ) фотоны будут преобразовываться намного эффективнее. Это, в свою очередь, привело бы к появлению отчетливых абсорбционных особенностей в спектрах, обнаруживаемых нынешними телескопами.[43] Новый многообещающий способ - поиск квазичастиц в системах с сильными магнитными градиентами. В частности, рефракция приведет к расщеплению луча на кривых радиосигнала блеска сильно намагниченных пульсаров и обеспечит гораздо большую чувствительность, чем достижимая в настоящее время.[44] В Международная обсерватория Axion (IAXO) - это предлагаемое четвертое поколение гелиоскоп.[45]

Аксионы могут образовываться в ядре Солнца, когда рентгеновские лучи рассеиваются в сильных электрических полях. В В РОЛЯХ солнечный телескоп находится в стадии разработки и установил ограничения на взаимодействие с фотонами и электронами. Аксионы могут рождаться внутри нейтронных звезд нуклон-нуклонами. тормозное излучение. Последующий распад аксионов в гамма-лучи позволяет накладывать ограничения на массу аксионов из наблюдений нейтронных звезд в гамма-лучах с использованием Fermi LAT. Из анализа четырех нейтронных звезд Berenji et al. получил 95% доверительный интервал верхний предел массы аксиона 0,079 эВ.[46]

В 2016 году команда теоретиков из Массачусетский Институт Технологий разработал возможный способ обнаружения аксионов с использованием сильного магнитного поля, которое не должно быть сильнее, чем создаваемое в МРТ сканирующая машина. Он будет показывать вариации, легкие колебания, связанные с массой аксиона. Эксперимент сейчас проводят экспериментаторы в университете.[47]

Поиски резонансных эффектов

Резонансные эффекты могут проявляться в Джозефсоновские переходы[48] от предполагаемого высокого потока аксионов из галактического гало с массой 0,11 мэВ и плотностью 0,05 ГэВ⋅см−3[49] по сравнению с предполагаемой плотностью темной материи 0.3±0,1 ГэВ⋅см−3, что указывает на то, что указанные аксионы не обладают достаточной массой, чтобы быть единственным компонентом темной материи. В эксперименте ORGAN планируется провести прямую проверку этого результата с помощью метода галоскопа.[33]

Поиски отдачи темной материи

Криогенные детекторы темной материи искали электронные отдачи, которые указывали бы на аксионы. CDMS опубликовано в 2009 г. и ЭДЕЛЬВЕЙС установить ограничения по сцеплению и массе в 2013 году. UORE и XMASS также установили ограничения на солнечные аксионы в 2013 году. XENON100 использовал 225-дневный прогон, чтобы установить лучшие на сегодняшний день пределы сцепления и исключить некоторые параметры.[50]

Возможные обнаружения

В 2014 году сообщалось, что доказательства наличия аксионов могли быть обнаружены как сезонные изменения в наблюдаемом рентгеновском излучении, которые можно было бы ожидать от преобразования в магнитном поле Земли аксионов, исходящих от Солнца. Изучая данные за 15 лет Европейское космическое агентство с XMM-Ньютон обсерватория, исследовательская группа в Лестерский университет заметил сезонные колебания, которым не удалось найти традиционного объяснения. Одним из возможных объяснений этой вариации, описанной старшим автором статьи как «правдоподобной», является известная сезонная вариация видимости для XMM-Newton магнитосферы, направленной на Солнце, в которой рентгеновские лучи могут создаваться аксионами из ядра Солнца.[51][52]

Эта интерпретация сезонных колебаний оспаривается двумя итальянскими исследователями, которые выявляют недостатки в аргументах группы Лестера, которые, как утверждается, исключают интерпретацию в терминах аксионов. Наиболее важно то, что рассеяние по углу, которое, по мнению группы Лестера, вызвано градиентами магнитного поля во время генерации фотонов, необходимых для того, чтобы позволить рентгеновским лучам проникать в детектор, который не может быть направлен прямо на Солнце, рассеивает поток настолько сильно, что вероятность обнаружения будет незначительной.[53]

В 2013 году Кристиан Бек предположил, что аксионы могут быть обнаружены в Джозефсоновские переходы; а в 2014 году он утверждал, что сигнатура, соответствующая массе ≈110 мкэВ, на самом деле наблюдалась в нескольких ранее существовавших экспериментах.[54]

В 2020 году XENON1T эксперимент в Национальная лаборатория Гран-Сассо в Италии сообщили о результатах, предполагающих открытие солнечных аксионов.[55] Результаты пока не значительны на Уровень 5 сигм требуется для подтверждения, и другие объяснения данных возможны, хотя и менее вероятны. Дальнейшие наблюдения запланированы после модернизации обсерватории до КСЕНОНТ завершено.

Характеристики

Прогнозы

Одна теория аксионов, относящаяся к космология предсказывали, что у них не будет электрический заряд, очень маленький масса в диапазоне от 1 мкэВ / c² до 1 эВ /c2, и очень низкое взаимодействие поперечные сечения за сильный и слабый силы. Из-за своих свойств аксионы будут лишь минимально взаимодействовать с обычным веществом. Аксионы также изменились бы на и обратно фотоны в магнитных полях.

Космологические последствия

Инфляция предполагает, что если они существуют, то аксионы будут созданы в изобилии во время Большой взрыв.[56] Благодаря уникальной связи с Немедленное включение поле первозданного вселенная ("механизм перекоса "), эффективный динамическое трение создается при наборе массы, после космическая инфляция. Это лишает все такие изначальные аксионы их кинетической энергии.

Сверхлегкий аксион (ULA) с м ~ 10−22 эВ это своего рода скалярное поле темная материя который, кажется, решает мелкомасштабные проблемы CDM. Один ULA с постоянной спада шкалы GUT обеспечивает правильную плотность реликтов без тонкой настройки.[57]

Аксионы также прекратили бы взаимодействие с нормальной материей в другой момент после Большой взрыв чем другие более массивные темные частицы.[Почему? ] Затяжные эффекты этой разницы, возможно, можно было бы вычислить и наблюдать астрономически.[нужна цитата ]

Если аксионы имеют малую массу, что предотвращает другие моды распада (поскольку нет более легких частиц, на которые можно было бы распадаться), теории[который? ] предсказывают, что Вселенная будет заполнена очень холодным Конденсат Бозе – Эйнштейна первичных аксионов. Следовательно, аксионы могут правдоподобно объяснить темная материя проблема физическая космология.[58] Наблюдательные исследования продолжаются, но они еще недостаточно чувствительны, чтобы исследовать области масс, если они являются решением проблемы темной материи. Аксионы с большой массой, которые искали Джайн и Сингх (2007)[59] не сохранится в современной вселенной. Более того, если аксионы существуют, рассеяние с другими частицами в термостате ранней Вселенной неизбежно приводит к образованию популяции горячих аксионов.[60]

Аксионы с малой массой могут иметь дополнительную структуру в галактическом масштабе. Если бы они непрерывно падали в галактики из межгалактической среды, они были бы более плотными "едкий "звенит, как струя воды в непрерывно текущем фонтане гуще на пике.[61] Гравитационные эффекты этих колец на структуру и вращение галактики можно будет наблюдать.[62][3] Другие теоретические кандидаты в холодной темной материи, такие как WIMPs и МАЧО, тоже могли образовывать такие кольца, но поскольку такие кандидаты фермионный и, таким образом, они испытывают трение или рассеяние между собой, кольца будут менее четко очерчены.

Жоао Г. Роса и Томас В. Кефхарт предположили, что облака аксионов образовывались вокруг нестабильных изначальные черные дыры может инициировать цепочку реакций, излучающих электромагнитные волны, что позволяет их обнаруживать. При настройке массы аксионов для объяснения темная материя, пара обнаружила, что это значение также объясняет светимость и длину волны быстрые радиовсплески, являясь возможным источником обоих явлений.[63]

Суперсимметрия

В суперсимметричные теории аксион имеет как скалярную, так и фермионную суперпартнер. В фермионный суперпартнер аксиона называется аксино, скалярный суперпартнер называется саксион или же дилатон.Они все собраны в киральное суперполе.

В аксино был предсказан легчайшая суперсимметричная частица в такой модели.[64] Отчасти благодаря этому свойству он считается кандидатом в темная материя.[65]

Сноски

  1. ^ Одно простое решение сильная проблема CP существует: если хотя бы один из кварки стандартной модели безмассовый, CP-нарушение становится ненаблюдаемым. Однако эмпирические данные убедительно свидетельствуют о том, что ни один из кварков не является безмассовым. Следовательно, теоретики элементарных частиц искали другие решения проблемы необъяснимо сохраняемых CP.

Рекомендации

  1. ^ Печчеи, Р. Д. (2008). «Сильная проблема ЦП и аксионы». В Кустере, Маркус; Раффельт, Георг; Бельтран, Берта (ред.). Аксионы: теория, космология и экспериментальные поиски. Конспект лекций по физике. 741. С. 3–17. arXiv:hep-ph / 0607268. Дои:10.1007/978-3-540-73518-2_1. ISBN  978-3-540-73517-5. S2CID  119482294.
  2. ^ Даффи, Линн Д .; ван Биббер, Карл (2009). «Аксионы как частицы темной материи». Новый журнал физики. 11 (10): 105008. arXiv:0904.3346. Bibcode:2009NJPh ... 11j5008D. Дои:10.1088/1367-2630/11/10/105008. S2CID  17212949.
  3. ^ а б Даффи, Линн Д. (2010). «Аксионы» (PDF). Гипотетическая блок-схема, которая могла бы привести к такой структуре
  4. ^ 'т Хоофт, Г. (1976). «Симметрия, прорывающаяся через аномалии Белла-Джекива». 37 (1). Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)'т Хоофт, Г. (1976). «Вычисление квантовых эффектов за счет четырехмерной псевдочастицы». Физический обзор D. APS. 14 (12): 3432–3450. Bibcode:1976ПхРвД..14.3432Т. Дои:10.1103 / PhysRevD.14.3432.
  5. ^ Овербай, Деннис (17 июня 2020 г.). «В поисках темной материи они открыли еще одну загадку». Нью-Йорк Таймс.
  6. ^ Вильчек, Франк (7 января 2016 г.). "(Почти) обратимая стрела времени". Журнал Quanta. Получено 17 июн 2020.
  7. ^ [https://cds.cern.ch/record/642414/files/0309143.pdf "Аксион Печчеи-Куинна в суперсимметричной стандартной модели, близкой к минимальной" (ЦЕРН, 2003 г.)]
  8. ^ Ким, Дж. Э. (1979). «Синглет слабого взаимодействия и сильная CP-инвариантность». Письма с физическими проверками. 43 (2): 103–107. Bibcode:1979ПхРвЛ..43..103К. Дои:10.1103 / PhysRevLett.43.103.
  9. ^ Шифман, М .; Вайнштейн, А .; Захаров, В. (1980). «Может ли конфайнмент обеспечить естественную CP-инвариантность сильных взаимодействий?». Ядерная физика B. 166 (3): 493–506. Bibcode:1980НуФБ.166..493С. Дои:10.1016/0550-3213(80)90209-6.
  10. ^ Dine, M .; Fischler, W .; Средницки, М. (1981). «Простое решение сильной проблемы ЦП с помощью безвредного аксиона». Письма по физике B. 104 (3): 199–202. Bibcode:1981ФЛБ..104..199Д. Дои:10.1016/0370-2693(81)90590-6.
  11. ^ Житницкий, А. (1980). «О возможном подавлении аксион-адронных взаимодействий». Советский журнал ядерной физики. 31: 260.
  12. ^ Прескилл, Дж.; Мудрый, М.; Вильчек, Ф. (6 января 1983 г.). «Космология невидимого аксиона» (PDF). Письма по физике B. 120 (1–3): 127–132. Bibcode:1983ФЛБ..120..127П. CiteSeerX  10.1.1.147.8685. Дои:10.1016/0370-2693(83)90637-8.
  13. ^ Abbott, L .; Сикиви, П. (1983). «Космологическая граница невидимого аксиона». Письма по физике B. 120 (1–3): 133–136. Bibcode:1983ФЛБ..120..133А. CiteSeerX  10.1.1.362.5088. Дои:10.1016 / 0370-2693 (83) 90638-Х.
  14. ^ Dine, M .; Фишлер, В. (1983). «Не такой уж безобидный аксион». Письма по физике B. 120 (1–3): 137–141. Bibcode:1983ФЛБ..120..137Д. Дои:10.1016/0370-2693(83)90639-1.
  15. ^ Borsanyi, S .; и другие. (2016). «Расчет массы аксиона на основе высокотемпературной решеточной квантовой хромодинамики» (PDF). Природа. 539 (69–71): 69–71. Bibcode:2016Натура.539 ... 69Б. Дои:10.1038 / природа20115. PMID  27808190. S2CID  2943966.
  16. ^ Кастельвекки, Давиде (3 ноября 2016 г.). «Аксион, тревога! Детектор экзотических частиц может пропустить темную материю». Природа. Дои:10.1038 / природа.2016.20925. S2CID  125299733.
  17. ^ Сикиви, П. (17 октября 1983 г.). «Экспериментальные испытания« невидимого »аксиона». Письма с физическими проверками. 51 (16): 1413. Bibcode:1983ПхРвЛ..51.1415С. Дои:10.1103 / Physrevlett.51.1415.
  18. ^ «OSQAR». ЦЕРН. 2017 г.. Получено 3 октября 2017.
  19. ^ Визинелли, Л. (2013). «Аксион-электромагнитные волны». Буквы A по современной физике. 28 (35): 1350162. arXiv:1401.0709. Bibcode:2013MPLA ... 2850162V. Дои:10.1142 / S0217732313501629. S2CID  119221244.
  20. ^ Вильчек, Франк (4 мая 1987 г.). «Два приложения аксионной электродинамики». Письма с физическими проверками. 58 (18): 1799–1802. Bibcode:1987PhRvL..58.1799W. Дои:10.1103 / PhysRevLett.58.1799. PMID  10034541.
  21. ^ Ци, Сяо-Лян; Hughes, Taylor L .; Чжан, Шоу-Чэн (24 ноября 2008 г.). "Топологическая полевая теория изоляторов, инвариантных относительно обращения времени". Физический обзор B. 78 (19): 195424. arXiv:0802.3537. Bibcode:2008PhRvB..78s5424Q. Дои:10.1103 / PhysRevB.78.195424. S2CID  117659977.
  22. ^ Франц, Марсель (24 ноября 2008 г.). «Физика высоких энергий в новом обличье». Физика. 1: 36. Bibcode:2008PhyOJ ... 1 ... 36F. Дои:10.1103 / Физика.1.36.
  23. ^ Ву, Лян; Салехи, М .; Koirala, N .; Moon, J .; Ой, S .; Армитаж, Н. (2 декабря 2016 г.). «Квантованное вращение Фарадея и Керра и аксионная электродинамика трехмерного топологического изолятора». Наука. 354 (6316): 1124–1127. arXiv:1603.04317. Bibcode:2016Научный ... 354.1124W. Дои:10.1126 / science.aaf5541. ISSN  0036-8075. PMID  27934759. S2CID  25311729.
  24. ^ Gooth, J .; Брэдлин, Б .; Honnali, S .; Schindler, C .; Kumar, N .; Noky, J .; и другие. (7 октября 2019 г.). "Аксионная волна зарядовой плотности в полуметалле Вейля (TaSe4)2Я". Природа. 575 (7782): 315–319. arXiv:1906.04510. Bibcode:2019Натура.575..315G. Дои:10.1038 / с41586-019-1630-4. PMID  31590178. S2CID  184487056.
  25. ^ Фор, Мередит (22 ноября 2019 г.). «Физики наконец-то увидели следы долгожданной частицы. Вот почему это так». Живая наука. Будущее США, Inc. Получено 25 февраля 2020.
  26. ^ «Команда имитирует магнетар для поиска частиц темной материи». Phys.org. Получено 9 октября 2016.
  27. ^ Duffy, L.D .; Sikivie, P .; Tanner, D.B .; Bradley, R.F .; Hagmann, C .; Kinion, D .; и другие. (2006). «Поиск аксионов темной материи с высоким разрешением». Физический обзор D. 74 (1): 12006. arXiv:Astro-ph / 0603108. Bibcode:2006ПхРвД..74а2006Д. Дои:10.1103 / PhysRevD.74.012006. S2CID  35236485.
  28. ^ Asztalos, S.J .; Carosi, G .; Hagmann, C .; Kinion, D .; Ван Биббер, К .; Хоскинс, Дж .; и другие. (2010). «Поиск аксионов темной материи на основе СКВИДа» (PDF). Письма с физическими проверками. 104 (4): 41301. arXiv:0910.5914. Bibcode:2010PhRvL.104d1301A. Дои:10.1103 / PhysRevLett.104.041301. PMID  20366699. S2CID  35365606.
  29. ^ "ADMX | Эксперимент Axion Dark Matter". Физика. Phys.washington.edu. Сиэтл, Вашингтон: Вашингтонский университет. Получено 10 мая 2014.
  30. ^ «Результаты этапа 1». 4 марта 2006 г.
  31. ^ а б Brubaker, B.M .; Чжун, Л .; Гуревич, Ю.В .; Cahn, S.B .; Lamoreaux, S.K .; Симановская, М .; и другие. (2017-02-09). «Первые результаты поиска аксионов микроволнового резонатора при 24 мкэВ». Письма с физическими проверками. 118 (6): 061302. arXiv:1610.02580. Bibcode:2017ПхРвЛ.118ф1302Б. Дои:10.1103 / Physrevlett.118.061302. ISSN  0031-9007. PMID  28234529. S2CID  6509874.
  32. ^ Петраку, Элени (13 февраля 2017 г.). «Галоскоп ищет аксионы темной материи в Центре исследований аксионов и прецизионной физики». Сеть конференций EPJ. 164: 01012. arXiv:1702.03664. Bibcode:2017EPJWC.16401012P. Дои:10.1051 / epjconf / 201716401012. S2CID  119381143. Получено 4 августа 2017.
  33. ^ а б Макаллистер, Бен Т .; Цветок, Грэм; Крюгер, Джастин; Иванов, Евгений Н .; Горячев, Максим; Бурхилл, Джереми; Тобар, Майкл Э. (2017-06-01). "Эксперимент ORGAN: аксионный галоскоп выше 15 ГГц". Физика Темной Вселенной. 18: 67–72. arXiv:1706.00209. Bibcode:2017ПДУ .... 18 ... 67М. Дои:10.1016 / j.dark.2017.09.010. S2CID  118887710.
  34. ^ Майани, Л.; Petronzio, R .; Заваттини, Э. (7 августа 1986 г.). «Влияние почти безмассовых частиц с нулевым спином на распространение света в магнитном поле» (PDF). Письма по физике B. 175 (3): 359–363. Bibcode:1986ФЛБ..175..359М. Дои:10.1016/0370-2693(86)90869-5. ЦЕРН-TH.4411 / 86.
  35. ^ Рекрофт, Стив; Суэйн, Джон (5 октября 2006 г.). «Подпись Axion может быть QED». ЦЕРН Курьер. Архивировано из оригинал 20 августа 2008 г.
  36. ^ Zavattini, E .; и другие. (Сотрудничество PVLAS) (2006). «Экспериментальное наблюдение оптического вращения, создаваемого в вакууме магнитным полем» (PDF). Письма с физическими проверками. 96 (11): 110406. arXiv:hep-ex / 0507107. Bibcode:2006PhRvL..96k0406Z. Дои:10.1103 / PhysRevLett.96.110406. PMID  16605804.
  37. ^ Рингуолд, А. (16–21 октября 2001 г.). «Фундаментальная физика в лазере на свободных электронах в рентгеновском диапазоне». Электромагнитные зонды фундаментальной физики - Материалы семинара. Практикум по электромагнитным зондам фундаментальной физики. Эриче, Италия. С. 63–74. arXiv:hep-ph / 0112254. Дои:10.1142/9789812704214_0007. ISBN  978-981-238-566-6.
  38. ^ Robilliard, C .; Battesti, R .; Fouche, M .; Mauchain, J .; Sautivet, A.-M .; Amiranoff, F .; Риццо, К. (2007). «Нет« света, сияющего сквозь стену »: результаты эксперимента по фоторегенерации». Письма с физическими проверками. 99 (19): 190403. arXiv:0707.1296. Bibcode:2007PhRvL..99s0403R. Дои:10.1103 / PhysRevLett.99.190403. PMID  18233050. S2CID  23159010.
  39. ^ Эрет, Клаус; Фреде, Майк; Казарян, Самвел; Хильдебрандт, Матиас; Кнаббе, Эрнст-Аксель; Крахт, Дитмар; и другие. (Май 2010 г.). «Новые результаты ALPS по легковесам со скрытым сектором». Письма по физике B. 689 (4–5): 149–155. arXiv:1004.1313. Bibcode:2010ФЛБ..689..149Е. Дои:10.1016 / j.physletb.2010.04.066. S2CID  58898031.
  40. ^ Pugnat, P .; Ballou, R .; Schott, M ​​.; Гусек, Т .; Sulc, M .; Deferne, G .; и другие. (Август 2014 г.). «Поиск слабовзаимодействующих частиц субэВ с помощью лазерного эксперимента OSQAR: результаты и перспективы». Европейский физический журнал C. 74 (8): 3027. arXiv:1306.0443. Bibcode:2014EPJC ... 74.3027P. Дои:10.1140 / epjc / s10052-014-3027-8. S2CID  29889038.
  41. ^ De Angelis, A .; Mansutti, O .; Ронкаделли, М. (2007). «Свидетельства появления нового легкого бозона со спином нуля из космологического распространения гамма-лучей?». Физический обзор D. 76 (12): 121301. arXiv:0707.4312. Bibcode:2007ПхРвД..76л1301Д. Дои:10.1103 / PhysRevD.76.121301. S2CID  119152884.
  42. ^ De Angelis, A .; Mansutti, O .; Persic, M .; Ронкаделли, М. (2009). «Распространение фотонов и гамма-спектры блазаров очень высоких энергий: насколько прозрачна Вселенная?». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества: письма. 394 (1): L21 – L25. arXiv:0807.4246. Bibcode:2009МНРАС.394Л..21Д. Дои:10.1111 / j.1745-3933.2008.00602.x. S2CID  18184567.
  43. ^ Челуш, Дорон; Рабадан, Рауль; Павлов, Сергей С .; Кастехон, Франциско (2009). «Спектральные сигнатуры колебаний фотонных частиц от небесных объектов». Серия дополнений к астрофизическому журналу. 180 (1): 1–29. arXiv:0806.0411. Bibcode:2009ApJS..180 .... 1С. Дои:10.1088/0067-0049/180/1/1. S2CID  5018245.
  44. ^ Челуш, Дорон; Гендельман, Эдуардо И. (2009). «Космические аналоги эксперимента Штерна-Герлаха и обнаружение легких бозонов». Астрофизический журнал. 699 (1): L5 – L8. arXiv:0810.3002. Bibcode:2009ApJ ... 699L ... 5C. Дои:10.1088 / 0004-637X / 699/1 / L5. S2CID  11868951.
  45. ^ "Международная обсерватория Аксион". ЦЕРН. Получено 19 марта 2016.
  46. ^ Berenji, B .; Gaskins, J .; Мейер, М. (2016). "Ограничения на аксионы и аксионоподобные частицы из наблюдений нейтронных звезд телескопом Fermi Large Area". Физический обзор D. 93 (14): 045019. arXiv:1602.00091. Bibcode:2016ПхРвД..93д5019Б. Дои:10.1103 / PhysRevD.93.045019. S2CID  118723146.
  47. ^ Чу, Дженнифер (29 марта 2019 г.). «Эксперимент с темной материей не обнаруживает доказательств наличия аксионов. В своем первом запуске ABRACADABRA не обнаруживает сигнала гипотетической частицы темной материи в определенном диапазоне масс». MIT News Office (пресс-релиз). Массачусетский Институт Технологий.
  48. ^ Бек, Кристиан (2 декабря 2013 г.). «Возможный резонансный эффект аксионной темной материи в джозефсоновских переходах». Письма с физическими проверками. 111 (23): 1801. arXiv:1309.3790. Bibcode:2013ПхРвЛ.111в1801Б. Дои:10.1103 / PhysRevLett.111.231801. PMID  24476255. S2CID  23845250.
  49. ^ Москвич, Катя. «Намеки на холодную темную материю появляются в цепи 10-летней давности». Новый ученый Журнал. Получено 3 декабря 2013.
  50. ^ Aprile, E .; и другие. (9 сентября 2014 г.). «Первый аксион - результат эксперимента XENON100». Физический обзор D. 90 (6): 062009. arXiv:1404.1455. Bibcode:2014ПхРвД..90ф2009А. Дои:10.1103 / PhysRevD.90.062009. S2CID  55875111.
  51. ^ Образец, Ян (16 октября 2014 г.). «Возможно, была обнаружена темная материя, текущая из ядра Солнца». Хранитель. Лондон, Великобритания. Получено 16 октября 2014.
  52. ^ Fraser, G.W .; Читать, A.M .; Сембай, С .; Carter, J.A .; Шинс, Э. (2014). «Возможные сигнатуры солнечных аксионов в рентгеновских наблюдениях с помощью обсерватории XMM-Newton». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 445 (2): 2146–2168. arXiv:1403.2436. Bibcode:2014МНРАС.445.2146Ф. Дои:10.1093 / mnras / stu1865. ISSN  0035-8711. S2CID  56328280.
  53. ^ Roncadelli, M .; Тавеккьо, Ф. (2015). «Никаких аксионов от Солнца». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества: письма. 450 (1): L26 – L28. arXiv:1411.3297. Bibcode:2015МНРАС.450Л..26Р. Дои:10.1093 / mnrasl / slv040. ISSN  1745-3925. S2CID  119275136.
  54. ^ Бек, Кристиан (2015). «Оценка массы аксиона по резонансным джозефсоновским контактам». Физика Темной Вселенной. 7–8: 6–11. arXiv:1403.5676. Bibcode:2015ПДУ ..... 7 .... 6Б. Дои:10.1016 / j.dark.2015.03.002. S2CID  119239296.
  55. ^ Aprile, E .; и другие. (2020-06-17). «Наблюдение за повышенной электронной отдачей в XENON1T». arXiv:2006.09721 [hep-ex ].
  56. ^ Redondo, J .; Raffelt, G .; Viaux Maira, Н. (2012). "Путешествие на границу аксион-мэВ масс". Journal of Physics: Серия конференций. 375 (2): 022004. Bibcode:2012JPhCS.375b2004R. Дои:10.1088/1742-6596/375/1/022004.
  57. ^ Марш, Дэвид Дж. Э. (2016). «Аксионная космология». Отчеты по физике. 643: 1–79. arXiv:1510.07633. Bibcode:2016ФР ... 643 .... 1М. Дои:10.1016 / j.physrep.2016.06.005. S2CID  119264863.
  58. ^ Сикиви, П. (2009). «Аксионы темной материи». Международный журнал современной физики A. 25 (203): 554–563. arXiv:0909.0949. Bibcode:2010IJMPA..25..554S. Дои:10.1142 / S0217751X10048846. S2CID  1058708.
  59. ^ Jain, P.L .; Сингх, Г. (2007). "Поиск новых частиц, распадающихся на пары электронов с массой ниже 100МэВ/ c² ". Журнал физики G. 34 (1): 129–138. Bibcode:2007JPhG ... 34..129J. Дои:10.1088/0954-3899/34/1/009. возможные ранние доказательства наличия аксионов с энергией 7 ± 1 и 19 ± 1 МэВ менее 10−13 жизнь
  60. ^ Сальвио, Альберто; Струмия, Алессандро; Сюэ, Вэй (2014). «Производство термального аксиона». Журнал космологии и физики астрономических частиц. 2014 (1): 11. arXiv:1310.6982. Bibcode:2014JCAP ... 01..011S. Дои:10.1088/1475-7516/2014/01/011. S2CID  67775116.
  61. ^ Сикиви, П. (1997). «Аксионы темной материи и кольца каустики». Дои:10.2172/484584. S2CID  13840214. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  62. ^ Сикиви, П. «Фотографии предполагаемой треугольной структуры в Млечном Пути». (персональный сайт).
  63. ^ Rosa, João G .; Кефхарт, Томас В. (2018). «Вынужденный распад аксиона в сверхизлучательных облаках вокруг изначальных черных дыр». Письма с физическими проверками. 120 (23): 231102. arXiv:1709.06581. Bibcode:2018PhRvL.120w1102R. Дои:10.1103 / PhysRevLett.120.231102. PMID  29932720. S2CID  49382336.
  64. ^ Абэ, Нобутака; Такео Морой и Масахиро Ямагути (2002). «Нарушение суперсимметрии, обусловленное аномалиями, с помощью аксиона». Журнал физики высоких энергий. 1 (1): 10. arXiv:hep-ph / 0111155. Bibcode:2002JHEP ... 01..010A. Дои:10.1088/1126-6708/2002/01/010. S2CID  15280422.
  65. ^ Хупер, Дэн; Лянь-Тао Ван (2004). «Возможное свидетельство аксиальной темной материи в галактическом балджу». Физический обзор D. 70 (6): 063506. arXiv:hep-ph / 0402220. Bibcode:2004ПхРвД..70ф3506Н. Дои:10.1103 / PhysRevD.70.063506. S2CID  118153564.

Источники

внешняя ссылка