DALI实验：用于暗物质的天文望远镜！

通过 研究所的ASTROFÍSICA去加那利（IAC） 2021年5月2日

这些盒子显示了从大爆炸后的数十亿年到现在的结构，银河系的细丝和超级簇如何随时间增长。致谢：CXC / MPE / V对工作的修改。Springel

轴突的检测将标志着科学史上的关键事件。这个假想的粒子可以同时解决现代物理学的两个基本问题：强相互作用中的电荷和奇偶性问题，以及暗物质的奥秘。然而，尽管找到它具有很高的科学兴趣，但由于缺乏可以以合理的成本建造的高灵敏度技术，几乎没有考虑在6 GHz以上的高射频下进行搜索。到现在。

该研究所的Astrofísica去加那利（IAC）将参加国际合作开发的DALI（暗光子与公理样颗粒干涉仪）实验中，天文望远镜粒子暗物质，其科学目标是轴子和paraphotons搜索在6至60 GHz频带中。该原型作为概念验证，目前处于IAC的设计和制造阶段。的白色纸描述实验已被接受为在出版物杂志宇宙学和天体物理学（JCAP）。

轴突是在1970年代由理论预测的，是一种假想的低质量粒子，它与标准粒子（如核子和电子）以及与光子的相互作用较弱。研究了这些提议的相互作用，以尝试使用不同类型的仪器检测轴突。一种有前途的技术是研究轴与标准光子的相互作用。

“轴在强外部磁场的作用下与光子‘混合’，例如由粒子检测器中的超导磁体产生的那些或通过磁共振用于医学诊断的那些，并产生弱的无线电或微波信号。自80年代末以来，已经在各种实验中寻找到该信号，这只是我们现在要使用DALI检测的信号，尽管在新的几乎未探索的参数范围内，第一个参数可以访问该信号。 IAC研究人员，该研究的第一作者Javier De Miguel解释说。

首批在80年代和90年代制造的轴测探测器使用了一个谐振腔，该谐振腔在超级磁体内部放大了从轴测到的微弱微波信号，试图将其带入科学仪器可检测到的功率范围。不幸的是，腔的大小与扫描频率成反比，并且对于轴，腔的尺寸太小，无法制作大于6 GHz的频率。

因此，新实验将最有前途的技术进行了高频扫描，并将其包括在实际设计中，此外还增加了天体粒子检测仪检测轴突暗物质的能力。这样，DALI包括一个强大的超导磁体，一个带有新型谐振器的轴检测器，以使由轴产生的微弱信号可被检测到，以及一个仰角固定架，可以使其扫描天空中的物体和区域以寻找暗物质。

这样，DALI可以帮助检测轴突，该轴突的性质与希格斯玻色子相似，其性质类似于希恩斯玻色子，该粒子于2012年在欧洲核子研究组织（CERN）发现，并且有望用于暗物质。暗物质是宇宙的基本组成部分，它与普通物质的相互作用非常弱，因此很难直接检测出来，但是暗物质的发现将使我们能够解释旋涡星系的旋转曲线，以及为什么在其中形成结构除其他奥秘外，宇宙已经以迄今的方式发展。

参考文献：Javier De Miguel撰写的“探测6至60 GHz频带的暗物质望远镜”，2021年4月28日，《宇宙学与天体物理学杂志》。DOI：10.1088 / 1475-7516 / 2021/04/075