據(jù)外媒報道，軸子的發(fā)現(xiàn)將標志著科學(xué)史上的一個關(guān)鍵事件。這個假設(shè)的粒子可以同時解決現(xiàn)代物理學(xué)的兩個基本問題：強相互作用中的Charge and Parity問題以及暗物質(zhì)之謎。然而盡管人們對尋找它有著很高的科學(xué)興趣，但由于缺乏以合理成本建造的高靈敏度技術(shù)，在高無線電頻率(6 GHz以上)的搜尋工作幾乎被擱置了--直到現(xiàn)在。

西班牙卡納利天文物理研究所(IAC)將參與國際合作開發(fā)DALI(暗光子和類軸子粒子干涉儀)實驗，這是一種用于暗物質(zhì)的天體粒子望遠鏡，其科學(xué)目標是在6到60GHz頻段中尋找軸子和副光子。IAC目前正在設(shè)計和制造原型。

根據(jù)20世紀70年代的理論預(yù)測，軸子是一種假設(shè)的低質(zhì)量粒子，它跟標準粒子如原子核、電子以及光子相互作用很弱。這些提出的相互作用的研究，試圖檢測軸子與不同類型的儀器。一種有希望的技術(shù)是研究軸子跟標準光子的相互作用。

“軸子在外部強磁場的作用下跟光子‘混合’、產(chǎn)生微弱的無線電或微波信號，這種磁場是由粒子探測器中的超導(dǎo)磁體或用于磁共振醫(yī)學(xué)診斷的磁體產(chǎn)生。這個信號自80年代結(jié)束后一直在尋找各種各樣的實驗，這就是我們想要使用DALI檢測的信號，“IAC研究人員、這項研究的論文第一作者Javier De Miguel說道。

據(jù)了解，第一個軸子探測器是在80年代和90年代制造的，它使用了一個諧振腔，在超級磁鐵內(nèi)部放大了軸子預(yù)測到的微弱微波信號并試圖把它帶入科學(xué)儀器可檢測到的功率范圍。然而不幸的是，腔體的大小跟掃描頻率成反比，對于軸子來說，腔體太小，無法制造出大于6 GHz的頻率。

出于這個原因，新實驗匯集了最有希望的高頻掃描技術(shù)并將其納入一個實用的設(shè)計中，同時還增加了用于軸子暗物質(zhì)的天體粒子探測器的能力。通過這種方式，DALI包含了一個強大的超導(dǎo)磁體、一個帶有新型諧振器的軸子探測器--從而使軸子引起的微弱信號可以被探測到--以及一個能讓它掃描天空中天體和區(qū)域以尋找暗物質(zhì)的地平裝置。這樣，DALI就可以幫助檢測軸子了。

軸子是一種偽標量粒子，其性質(zhì)跟2012年在歐洲核子研究中心(CERN)發(fā)現(xiàn)的希格斯玻色子類似，是一種很有希望的暗物質(zhì)候選粒子。

關(guān)鍵詞： 天文粒子望遠鏡