據(jù)Space北京時(shí)間7月2日?qǐng)?bào)道，美國(guó)物理學(xué)家表示，他們已經(jīng)對(duì)第一個(gè)靈敏度足以探測(cè)到軸子(假想的一種亞原子粒子)的試驗(yàn)裝置進(jìn)行了測(cè)試。部分科學(xué)家認(rèn)為，軸子是暗物質(zhì)成分之一。

　　位于華盛頓大學(xué)的軸子暗物質(zhì)試驗(yàn)(Axion Dark MatterExperiment ，以下簡(jiǎn)稱“ADMX”)，代表過(guò)去40年來(lái)“尋找”軸子努力的一個(gè)突破。

　　華盛頓大學(xué)物理學(xué)家、這項(xiàng)試驗(yàn)的參與者格雷·里布卡(Gray Rybka)向Space.com表示，“隨時(shí)都會(huì)有重大發(fā)現(xiàn)，想想都令人激動(dòng)。當(dāng)我們看到信號(hào)出現(xiàn)時(shí)——信號(hào)會(huì)定期出現(xiàn)，原因就在于干擾，或有計(jì)劃地給設(shè)備加虛假信號(hào)，目的是確保設(shè)備能正常發(fā)揮作用——就有可能代表著重大突破的出現(xiàn)。”

　　里布卡表示，軸子的發(fā)現(xiàn)具有重要意義，在改變我們對(duì)宇宙的理解方面，其重要性堪比引力波。他說(shuō)，“一旦我們看到信號(hào)出現(xiàn)，就會(huì)關(guān)注信號(hào)形狀和如何隨時(shí)間變化，我們將積極研究我們所處區(qū)域的暗物質(zhì)的作用。”

　　軸子被認(rèn)為是一種質(zhì)量極低的粒子，在空間流動(dòng)，很少與普通物質(zhì)發(fā)生相互作用。

　　美國(guó)國(guó)家射電天文臺(tái)在一份聲明中表示，它的信號(hào)非常微弱，探測(cè)難度極大。信號(hào)強(qiáng)度大約與有人在火星上使用手機(jī)，地球收到的信號(hào)強(qiáng)度相當(dāng)。

　　ADMX工作原理與調(diào)幅收音機(jī)的調(diào)諧器相似，循環(huán)探測(cè)不同頻率的信號(hào)，直到探測(cè)到信號(hào)。

　　整個(gè)試驗(yàn)裝置的溫度將降低到0.1開氏度(約零下460華氏度或零下273.3攝氏度)，以盡量減小由熱輻射造成的噪音。

　　上述聲明稱，ADMX的秘密武器是降低來(lái)自放大器噪音的能力。之前的試驗(yàn)設(shè)備采用標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體放大器，噪音使得探測(cè)軸子的難度大大增加。研究團(tuán)隊(duì)于是向外界尋求幫助。

　　加州大學(xué)伯克利分校研究生院物理學(xué)教授約翰·克拉克(John Clarke)向ADMX團(tuán)隊(duì)伸出了援助之手。克拉克是開發(fā)被稱作超導(dǎo)量子干涉器件的高靈敏度磁探測(cè)裝置的先驅(qū)。

　　克拉克為ADMX設(shè)計(jì)了微帶形狀的SQUID放大器(以下簡(jiǎn)稱“MSA”)，把噪音減小了30倍，意味著如果軸子存在，它發(fā)出的信號(hào)就可以被探測(cè)到。

　　里布卡說(shuō)，科學(xué)家利用MSA在2017年1月至2017年8月期間進(jìn)行了ADMX實(shí)驗(yàn)，以證明MSA能有效地降低噪音。

　　ADMX每天運(yùn)行24小時(shí)。最近一次實(shí)驗(yàn)開始于今年1月，將持續(xù)到今年夏季，然后將關(guān)閉實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行維護(hù)。目前的資金足以讓這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)再持續(xù)3年時(shí)間。

　　美國(guó)費(fèi)米國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家安德魯·索寧沙伊恩(Andrew Sonnenschein)表示，雖然軸子可能在下周就被發(fā)現(xiàn)，但對(duì)所有頻率進(jìn)行掃描可能需要數(shù)年時(shí)間。

　　他說(shuō)，“我們認(rèn)為，最有可能探測(cè)到軸子信號(hào)的頻段，就是我們目前掃描的頻段，約為1GHz-數(shù)百GHz。”

　　里布卡指出，頻率越高，噪音就會(huì)越大，實(shí)驗(yàn)的難度也就越大。ADMX團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)新的技術(shù)和方法，以對(duì)更高的頻率進(jìn)行掃描。

　　他說(shuō)，“如果足夠幸運(yùn)，我們將在較低的頻段發(fā)現(xiàn)軸子，這將使我們無(wú)須進(jìn)行難度更大的實(shí)驗(yàn)。”