Teeb meem tsaus ntuj tuaj yeem nyob qis qis ntawm lub zog qis - muaj pov thawj

Cov txheej txheem:

Teeb meem tsaus ntuj tuaj yeem nyob qis qis ntawm lub zog qis - muaj pov thawj
Teeb meem tsaus ntuj tuaj yeem nyob qis qis ntawm lub zog qis - muaj pov thawj
Anonim

Cov teebmeem tsis paub meej nyob rau tiam neeg tshiab ntawm cov teeb meem tsaus ntuj tuaj yeem tshaj tawm txog kev hloov pauv kev tshawb pom. Xyoo dhau los, cov kws tshawb fawb ua haujlwm nrog cov ntsuas no tau pom tam sim ntawd qhov nce, lossis ntau dua, hauv qhov tsawg ntawm lub zog nthuav tawm.

Txawm tias tom qab ntau caum xyoo ntawm kev mob siab rau tshawb fawb, cov kws tshawb fawb tsis tuaj yeem pom ib qho me me ntawm qhov teeb meem tsaus ntuj. Cov kws tshawb fawb muab yuav luag "hlau" pov thawj ntawm qhov muaj nyob ntawm daim ntawv teeb meem no, tab sis hnub no nws tsis tuaj yeem txiav txim siab qhov twg, qhov tseeb, nws suav nrog. Tau ntau caum xyoo lawm, cov kws tshawb fawb txog lub cev tau ua raws qhov kev xav tias qhov teeb meem tsaus ntuj hnyav thiab muaj qhov hu ua tsis muaj zog cuam tshuam nrog cov khoom loj - WIMPs, uas xav tias tuaj yeem tshawb pom tau yooj yim hauv cov chaw kuaj mob.

Txawm li cas los xij, txawm tias ntau xyoo ntawm kev mob siab rau tshawb fawb, cov kws tshawb fawb tseem tsis tau muaj peev xwm nrhiav tau WIMPs. Thiab cov kws paub txog lub cev tau tshawb nrhiav nrog rau kev mob siab rau ntau dua. Raws li cov kws tshawb fawb ua ntau qhov kev sim ntau dua, khaws cov ntaub ntawv ntau dua, muaj kev rov ntsuas dua ntawm cov kev xav uas tso lub teeb pom kev li cas cov neeg ntsuas tuaj yeem ntes cov teeb meem tsaus nti uas hnyav dua li cov proton. Thiab thaum pib xyoo no ntawm arXiv preprint server. org, ob daim ntawv tau luam tawm uas dhau los ua lub cim ntawm kev hloov pauv hauv physics. Hauv cov kab lus no, tus sau thawj zaug thov kom tsom mus rau kev tshawb nrhiav plasmons (kev sib koom ua ke ntawm cov khoom siv hluav taws xob hauv qhov teeb meem) tsim los ntawm cov teeb meem tsaus ntuj.

Thawj ntawm cov ntawv tau sau los ntawm pab pawg kws tshawb fawb tshwj xeeb hauv kev kawm txog teeb meem tsaus ntuj ntawm National Accelerator Laboratory. Enrico Fermi (Fermilab) hauv Batavia, Illinois, ntxiv rau cov kws tshaj lij los ntawm University of Illinois ntawm Urbana-Champaign thiab los ntawm University of Chicago. Cov kws tshawb fawb tau xav tias qhov teeb meem tsaus nti tsaus nti muaj peev xwm tsim cov plasmons, thiab cov khoom no tuaj yeem ntes tau siv qee qhov ntsuas. Kev tshoov siab los ntawm daim ntawv tsis txaus ntseeg no, UC San Diego tus kws kho lub cev Tongyan Lin thiab Jonathan Kozaczuk suav qhov muaj feem uas cov neeg kuaj pom muaj peev xwm txheeb xyuas qhov teeb meem tsaus ntuj tsaus.

"Peb tab tom qw 'Plasmon, plasmon, plasmon!' Vim tias qhov xwm txheej txaus ntshai no, hauv peb lub tswv yim, yuav pab peb piav qhia kev sim nrog teeb meem tsaus ntuj," tus kws sau ua ke ntawm thawj ntawm kab lus thiab tus kws tshaj lij ntawm teeb meem tsaus ntuj Gordan Krnjaic los ntawm Fermilab thiab Kavli Lub Tsev Kawm Ntawv ntawm Cosmological Physics ntawm Tsev Kawm Qib Siab Chicago. Particle kws tshawb fawb, ua ke nrog astrophysicists, tau xav txog qhov teeb meem ntawm kev pom qhov teeb meem tsaus nti tsaus ntuj rau ib xyoo caum., qhov tsaus ntuj.

"Kuv xav tias qhov no zoo heev," hais Yonit Hochberg, tus kws tshawb fawb theoretical ntawm Tsev Kawm Qib Siab Hebrew ntawm Yeluxalees, uas tau tawm tswv yim txog cov txiaj ntsig tau los ntawm Krnjajc pab pawg (txawm hais tias Yonit tsis cuam tshuam ncaj qha rau ib qho ntawm cov kab lus hais). "Qhov tseeb tias muaj [plasmons] uas muaj peev xwm ua tau qee yam tsis paub yog, hauv kuv lub tswv yim, qhov txiaj ntsig tseem ceeb heev uas xav tau kev kawm ntxiv."

Qee tus kws tshawb fawb pom cov txiaj ntsig ntawm thawj kab lus tshaj tawm nrog kev tsis ntseeg siab. Raws li Kathryn Zurek, tus kws tshawb fawb txog teeb meem tsaus ntuj ntawm California Institute of Technology, muab nws, piv txwv li, kab lus "tsis tshua ntseeg kuv," thiab ntxiv, "Kuv tsuas yog tsis nkag siab tias nws ua haujlwm li cas." (Peb ntxiv tias Zurek kuj tsis koom nrog hauv kev sau cov kab lus no).

Nyob rau hauv lem, yog ib tus kws sau ntawv ntawm thawj tsab xov xwm Noah Kurinsky, uas koom nrog kev sim ua haujlwm hauv thaj tsam ntawm kev tshawb fawb txog teeb meem tsaus ntuj ntawm Fermilab thiab ntawm Lub Tsev Haujlwm ntawm Cosmological Physics. Kavli, ntseeg tias qhov tseeb ntawm kev thuam los ntawm cov kws tshaj lij tsis txawv txav kiag li. "Peb teeb tsa txoj haujlwm rau lawv: los ua pov thawj tias peb tsis yog. Thiab qhov no, kuv ntseeg, yuav muaj txiaj ntsig zoo rau kev tshawb fawb uas tau ua tiav hauv thaj chaw ntawm physics no. Nov yog qhov lawv yuav tsum tau sim ua, "hais Kurinski.

Muab kev sib zog ua ke

Kev yos hav zoov rau qhov tsis pom kev, uas tawm yuav luag tsis muaj kab, feem ntau mus qee yam zoo li no: txhawm rau txhawm rau txheeb xyuas cov teeb meem tsaus ntuj, cov kws kho mob siv ib feem ntawm qee yam khoom siv, tso nws mus rau qhov tob hauv av, txuas nws mus rau cov cuab yeej, thiab tom qab ntawd tos hauv vam tias yuav kho lub teeb liab. Tshwj xeeb, cov kws tshawb fawb vam tias qhov teeb meem tsaus nti yuav tsoo ncaj qha mus rau lub ntsuas, ua rau hluav taws xob, duab ci, lossis txawm tias cua sov uas tuaj yeem kuaj pom los ntawm cov cuab yeej siv.

Kev xav txog kev tshawb pom qhov teeb meem tsaus ntuj tau hais tseg hauv kab lus rov qab rau xyoo 1985; nws tau piav qhia yuav ua li cas lub ntsuas hluav taws xob neutrino tuaj yeem rov tsim dua los tshawb nrhiav cov teeb meem tsaus nti. Raws li tau qhia hauv kab ntawv ntawd, cov teeb meem tsaus ntuj nti tuaj yeem tsoo lub atomic nucleus ntawm cov khoom uas lub ntsuas tau tsim, thiab muab nws qhov kev xav, ib yam li ib lub pob billiard, sib tsoo nrog lwm tus, ua rau lub zog kawg ntawm lawv. Raws li qhov kev sib tsoo no, teeb meem tsaus ntuj, tsoo lub nucleus nyuaj txaus, yuav ua rau muaj zog, raws li qhov tshwm sim ntawm lub tshuab hluav taws xob lossis photon yuav ya tawm.

Txhua yam hloov tawm zoo ntawm lub zog siab. Cov atoms hauv lub ntsuas tuaj yeem pom tau tias yog cov dawb, sib cais thiab tsis cuam tshuam rau ib leeg. Txawm li cas los xij, ntawm lub zog qis dua, daim duab hloov pauv.

"Tab sis cov ntsuas tsis tau ua los ntawm cov khoom dawb," sau tseg tus sau thawj ntawm tsab xov xwm, Yonatan Kahn, ntawm University of Illinois ntawm Urbana-Champaign, uas kawm txog teeb meem tsaus ntuj. "Lawv tsuas yog ua los ntawm cov khoom siv tshwj xeeb. Thiab yog li koj yuav tsum muaj tag nrho cov ntaub ntawv hais txog cov ntaub ntawv no yog tias koj xav nkag siab zoo npaum li cas koj lub cuab yeej ua haujlwm tau zoo."

Sab hauv lub ntsuas hluav taws xob, cov teeb meem tsaus nti ntawm qhov me me tseem yuav xa mus rau lub zog, tab sis raws li qhov tshwm sim ntawm kev cuam tshuam, tag nrho cov seem yuav tsis tawg zoo ib yam li cov pob hauv billiard, tab sis yuav pib muaj kev co. Hauv lwm lo lus, kev sib piv ntawm pob ping-pong yog qhov tsim nyog ntawm no.

"Thaum peb txav mus rau qhov tsaus ntuj ntawm qhov hnyav tsawg dua, tom qab ntawd lwm yam - hloov maj mam - cov txiaj ntsig pib tshwm ntawm no," piav qhia Lin. Cov teeb meem hloov maj mam txhais tau tias cov kws paub txog lub cev nyiam hu ua "kev ua kom muaj kev sib koom siab." Thiab lub ntsiab lus ntawm no yog qhov no: yog tias muaj ob peb qhov txav ib txhij nrog ib leeg, tom qab ntawd nws yooj yim dua los piav qhia lawv ib leeg nkaus xwb, hais, raws li lub suab nthwv dej suav nrog ntau lub zog sib zog.

Yog tias cov hluav taws xob pib coj tus yam ntxwv zoo li no, hauv qhov no plasmons tshwm sim. Yog tias pab pawg ntawm atomic nuclei pib co, tom qab ntawd lawv qhov kev sib koom siab hu ua phonon. Qhov tshwm sim no feem ntau ntsib los ntawm astrophysicists thiab lub zog lub cev muaj zog kawm txog teeb meem tsaus ntuj; txawm li cas los xij, lawv pom nws tsis cuam tshuam.

Tab sis, raws li tus kws tshaj lij Nobel tau txais txiaj ntsig hauv physics Philip Anderson tau hais ib zaug, "ntau dua txhais tau qhov sib txawv," uas yog, peb tab tom tham txog kev lees paub qhov tseeb tias raws li cov txheej txheem loj hlob tuaj, nws tuaj yeem muaj txoj cai sib txawv kiag li ntawm tus cwj pwm [ntsiab lus kab lus los ntawm Philip Anderson, 1972. "Ntau qhov sib txawv", uas yog, Ntau qhov sib txawv, - kwv yees. txhais.] Piv txwv li, qhov dej ntws coj tus yam ntxwv txawv dua li cov dej ib zaug (H2O). Yonathan Kahn hais tias "Kuv tau ua tiav nrog lub tswvyim no,"

Txoj hauv kev rau plasmon ntau lawm siv hauv ob daim ntawv yog qhov sib txawv me ntsis ntawm ib leeg. Txawm li cas los xij, cov kws sau ntawv los rau tib qhov kev xaus: peb tiag tiag yuav tsum tau saib rau cov cim qhia uas qhia txog kev tsim cov plasmons. Tshwj xeeb, raws li kev suav ntawm Lin thiab Kozachuk, tus nqi ntawm kev tsim cov plasmon los ntawm cov teeb meem tsaus ntuj ntawm qhov hnyav yuav yog kwv yees li kaum ib txhiab ntawm qhov pom ntawm lub tshuab hluav taws xob lossis photon. Tus nqi no yuav zoo li tsis zoo li, tab sis rau cov kws paub txog lub cev nws yog qhov tseeb.

Kev txhawb zog hauv qhov tsaus ntuj

Txog thaum tsis ntev los no, qhov ntsuas pom tau yooj yim tshaj plaws txhawm rau txhawm rau pom qhov teeb meem tsaus ntuj siv cov dej loj loj ntawm cov kua xenon. Txawm li cas los xij, nyob rau ob peb xyoos dhau los, lawv tau hloov pauv los ntawm lub cim tshiab ntawm cov cuab yeej ruaj khov hauv lub xeev. Lawv paub los ntawm cov ntawv luv EDELWEISS III, SENSEI thiab CRESST-III thiab tau tsim los ntawm cov ntaub ntawv xws li germanium, silicon thiab scheelite. Cov ntsuas ntsuas no nkag siab rau kev sib tsoo nrog cov teeb meem tsaus ntuj, uas tuaj yeem ua rau tsuas yog ib qho hluav taws xob.

Tab sis txhua tus ntsuas, tsis hais txog lawv qib kev tiv thaiv, nkag siab rau lub suab nrov sab nraud, qhov uas tuaj yeem yog, piv txwv li, keeb kwm yav dhau los hluav taws xob. Thiab yog li xyoo dhau los, cov kws tshawb fawb ua haujlwm nrog ntau lub ntsuas ntsuas ntawm qhov tsaus ntuj tam sim pib sau cia qhov nce, lossis ntau dua, hauv cov lej ntawm qhov muaj zog cuam tshuam tsawg, tab sis lawv hla qhov tseeb no hauv kev ntsiag to.

Daim ntawv los ntawm Kurinski thiab nws cov npoj yaig tau sau tseg thawj zaug qhov zoo sib xws ntawm qhov qis zog "ntau dhau" uas tau pom hauv ntau yam kev sim nrog teeb meem tsaus ntuj. Nws zoo li tias qee qhov kev tshaj tawm no tau nyob ib puag ncig 10 hertz ib kilogram ntawm lub ntsuas loj. Thiab txij li cov ntsuas tau ua los ntawm cov ntaub ntawv sib txawv, nyob hauv qhov chaw sib txawv kiag li thiab ua haujlwm sib txawv ntawm ib leeg, tom qab ntawd tsis tshua muaj lwm qhov laj thawj thoob ntiaj teb rau qhov tsis sib xws no, tshwj tsis yog qhov cuam tshuam maj mam ntawm cov teeb meem tsaus ntuj. Kev sib cav txog kev tshawb fawb txuas ntxiv ua rau muaj kev mloog ntawm lwm tus kws tshaj lij lub cev, xws li Lin, uas tau teeb tsa sai los ua haujlwm ntawm lej uas cuam tshuam nrog plasmon. Tab sis txawm tias Lin tsis ntseeg: yuav ua li cas yog tias cov txiaj ntsig ntawm kev sim ua tam sim no qhia tias plasmons tsis tsim los ntawm qhov tsaus ntuj, tab sis los ntawm lwm yam? "Kuv tsis tau hais tias qhov tsaus ntuj tsis yog qhov ua rau. Kuv tsuas yog hais tias qhov teeb meem tsaus nti zoo li rau kuv txog tam sim no qhov tsis txaus ntseeg, "Lin hais.

Qhov kev xav no yuav rov kuaj dua thiab tshuaj xyuas raws li cov ntaub ntawv tshiab los ntawm qhov tseeb qhov teeb meem tsaus nti. Tab sis nws tsis muaj teeb meem yog tias cov kws tshawb nrhiav tam sim no tshawb pom cov tshuaj muaj txiaj ntsig lossis tsis yog. Tam sim no cov kws tshawb fawb ua haujlwm nyob rau thaj tsam ntawm lub cev no kawm txog plasmons thiab lwm txoj hauv kev coj tus cwj pwm ntawm cov teeb meem tsaus ntuj nti. Kev tshawb fawb tseem tab tom muaj.

Krzaych hais tias "Kuv tsis suav tias peb tau ua ntau yam yuam kev, tab sis lawv txhua tus ua rau muaj kev txaus siab rau lawv tus kheej,"

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