Un equipo liderado por el Prof Dmitry Budker ha continuado su búsqueda de materia oscura en el marco del "Experimento de precesión de giro del eje cósmico" o "CASPEr" para abreviar. El grupo CASPEr lleva a cabo sus experimentos en el grupo de excelencia PRISMA + enJohannes Gutenberg University Mainz JGU y Helmholtz Institute Mainz HIM. CASPEr es un programa de investigación internacional que utiliza técnicas de resonancia magnética nuclear para identificar y analizar la materia oscura.
Se sabe muy poco sobre la naturaleza exacta de la materia oscura. En la actualidad, algunos de los candidatos más prometedores de la materia oscura son partículas bosónicas extremadamente claras como axiones, partículas similares a axiones o incluso fotones oscuros ". Estos también pueden considerarse como uncampo clásico que oscila a una frecuencia determinada. Pero aún no podemos establecer una cifra sobre esta frecuencia, y por lo tanto la masa de las partículas ", explica Dmitry Budker." Es por eso que en el programa de investigación CASPEr estamos investigando sistemáticamente diferentes frecuenciasrangos en busca de indicios de materia oscura "
Para esto, el equipo de CASPEr está desarrollando varias técnicas especiales de resonancia magnética nuclear RMN, cada una dirigida a un rango de frecuencia específico y, por lo tanto, a un rango específico de masas de partículas de materia oscura. La RMN generalmente se basa en el hecho de que los espines nucleares reaccionana campos magnéticos que oscilan a una "frecuencia de resonancia" específica. La frecuencia de resonancia se sintoniza a través de un segundo campo magnético, generalmente estático. La idea fundamental del programa de investigación CASPEr es que un campo de materia oscura puede influir en los espines nucleares de la misma manera.A medida que la Tierra se mueve a través de este campo, los espines nucleares se comportan como si experimentaran un campo magnético oscilante, generando así un espectro de RMN inducido por la materia oscura.
En el trabajo actual, el primer autor Antoine Garcon y sus colegas utilizaron una técnica más exótica: RMN ZULF campo cero a ultrabajo. "La RMN ZULF proporciona un régimen donde los espines nucleares interactúan más fuertemente entre sí que conun campo magnético externo ", dice el autor correspondiente Dr. John W Blanchard." Para hacer que los espines sean sensibles a la materia oscura, solo tenemos que aplicar un campo magnético externo muy pequeño, que es mucho más fácil de estabilizar. "Además, parala primera vez que los investigadores examinaron los espectros de RMN ZULF del ácido fórmico 13C con respecto a las bandas laterales inducidas por la materia oscura, empleando un nuevo esquema de análisis para promediar coherentemente bandas laterales de frecuencia arbitraria en múltiples mediciones.
Esta forma particular de análisis de banda lateral permitió a los científicos buscar materia oscura en un nuevo rango de frecuencia. No se detectó ninguna señal de materia oscura, como informa el equipo de CASPEr en la última edición de Avances científicos , lo que permite a los autores descartar materia oscura ultraligera con acoplamientos por encima de un umbral particular. Al mismo tiempo, estos resultados proporcionan otra pieza del rompecabezas de la materia oscura y complementan los resultados anteriores del programa CASPEr informado en junio, cuando los científicos exploraronincluso frecuencias más bajas, utilizando otro método especializado de RMN llamado "comagnetometría"
"Como un rompecabezas, combinamos varias piezas dentro del programa CASPEr para reducir aún más el alcance de la búsqueda de materia oscura", afirma Dmitry Budker. John Blanchard agrega: "Este es solo el primer paso. Actualmente estamos implementando variosmodificaciones muy prometedoras para aumentar la sensibilidad de nuestro experimento ".
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Materiales proporcionados por Johannes Gutenberg Universitaet Mainz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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