O.S.E.L. - Projekt BREAD chytá temné fotony speciální anténou
 Projekt BREAD chytá temné fotony speciální anténou
Pátrání po WIMPech, masivních kandidátech na částice temné hmoty, v podstatě selhalo. Projekt BREAD loví ultralehké kandidáty, temné fotony a axiony. Pomocí speciální antény (coaxial horn antenna) hodlají detekovat signály, které by takové částice měly vytvářet. Pokud existují.

Projekt BREAD. Kredit: BREAD Collaboration.
Projekt BREAD. Kredit: BREAD Collaboration.

Fyzika v posledních letech ustrnula ve zvláštní křeči. Dva nejvýznamnější problémy – temná hmota a temná energie, které si vědci vymysleli, aby vysvětlili neočekávaná pozorování, stále naprosto vzdorují všem pokusům o vysvětlení. Ať už odborníci vymyslí cokoliv, stále nedokázali pohlédnout do nitra temnoty. Sympatické je, že to nevzdávají.

 

Stefan Knirck. Kredit: Fermilab.
Stefan Knirck. Kredit: Fermilab.

Američtí fyzici University of Chicago a Fermi Accelerator Laboratory (Fermilab) nedávno spustili projekt se svižným akronymem BREAD (Broadband Reflector Experiment for Axion Detection), který představuje nový přístup v hledání částic temné hmoty. V tomto případě sázejí na to, že temnou hmotu tvoří nesmírně lehké částice, tedy v podstatě axiony nebo temné fotony. Používají k tomu speciální anténu (coaxial horn antenna), která má detekovat případné signály, spojené s projevy lehkých částic temné hmoty.

 

Logo. Kredit: Fermilab.
Logo. Kredit: Fermilab.

Temné fotony a axiony, pokud tedy existují, by měly být asi tak bilionkrát lehčí než protony. Jak už fyzici dobře vědí, jejich detekce dá zabrat. Projekt BREAD je teprve v počátcích, ale přinesl zajímavou novou technologii. Má už za sebou pilotní testy prototypu v malém měřítku, experiment GigaBREAD.

 

Jak říká vedoucí týmu BREAD Stefan Knirck z Fermilabu, lovci temné hmoty v minulosti strávili spoustu času honěním za částicemi temné hmoty, co by měly podobnou hmotnost jako proton, se zcela nulovým výsledkem. BREAD jde po lehkých kandidátech na temnou hmotu, i když se v poslední době ani mezi nimi nerýsuje žádný jasný favorit.

##seznam_reklama##

Knirck vysvětluje, že pokud temné fotony existují, mohly by se na kovové ploše přeměňovat na důvěrně známé fotony. Teď už také rozšířili experiment o lov axionů, což umožnuje magnetické pole, umístěné paralelně s kovovou plochou. Experiment momentálně běží v Argonne National Laboratory, kde využívá výkonný magnet s indukcí 4 tesla.

 

Tým BREAD získal první data ze zmíněného pilotního experimentu loni v létě (2023). Asi nepřekvapí, že nenašli nic. Určitým plusem bylo, že jejich experiment se ukázal být asi 10 000krát citlivější k předpokládaným signálům temných fotonů než předcházející metody pro detekci temných fotonů. V budoucnu chtějí podstatně rozsáhlejší experiment s ještě výkonnějším magnetem. Bude jim přát štěstí?

 

Video: Stefan Knirck (Fermilab) BREAD: Broadband Reflector Experiment for Axion Detection

 

Literatura

Phys.org 3. 5. 2024.

Physical Review Letters 132: 131004.


Autor: Stanislav Mihulka
Datum:04.05.2024