科學家們預計，看不見、摸不著的暗物質（Dark Matter），約佔宇宙質量的 85% 。遺憾的是，其與常規物質的相互作用非常微弱，以至於物理學家們一找就是幾十年。
一種被叫做“軸子”（Axions）的疑似暗物質粒子，屬於長期的候選之一。不過最近，科學家們已經透過最新的研究，將這種可能性排除在外。
在一項最新的實驗中，科學家發現這個假想粒子（至少在一定質量範圍內）並不存在。（via：New Atlas）
關於暗物質的可能構成，物理學家們已經提出了許多理論。然而發現暗物質的不同實驗，通常集中在一種特定型別的粒子上。儘管沒能找到確切的內容，但這至少有助於縮小未來研究的方向和範圍。
此前，HADES 粒子探測器已經排除了“暗光子”（Dark Photons），且 LUX 和 XENON1T 也排除了某些型別的“弱相互作用”大質量粒子（WIMP）。
本文介紹的最新研究，圍繞另一個不同的嫌疑物件展開，它就是“軸子”（Axions）。假想中這類體態輕盈的中性粒子無處不在，且與周圍的漂浮的常規物質相互不起作用。
有理論稱，軸子或許會與電、磁產生相互作用，所以研究人員決定透過專門設計的實驗來檢測。
首席研究員 Lindley Winslow 表示：“暗物質不會對人們的日常生活產生影響，但它們被認為可能宇宙的膨脹、以及我們在夜空中觀察到的星系形成”。
新型軸突探測器的橫截剖面圖（圖自：MIT）
幾年前，麻省理工學院的研究人員，提出了一個理論上可用於檢測軸子的思想實驗。簡單說來就是：
由電磁場的性質可知，環形磁鐵的中心不應有磁場。但若有軸子在到處亂竄，它們可能會在那個‘死區’（deadzone）創造出一個微弱的訊號。
Winslow 表示，這項實驗的理念很是誘人，如果能找到疑似軸子的訊號，那它幾乎不可能是其它緣由。
藉助放大 B 場環裝置，研究團隊將這項實驗命名為‘宇宙軸子探測的一種寬頻 / 共振方法’（簡稱 ABRACADABRA）。
基本上，該裝置就是一個小型圓環狀磁鐵，被保持在冷卻至趨近絕對零度的腔室中。目前其已完成這套系統的構建，並且公佈了最新的實驗結果。
為抵消來自冷卻系統的振動干擾，艙室被懸吊在細線上，此外實驗室遮蔽了外部的熱量、噪聲和電磁干擾。
在實驗進行的第一個月，團隊沒有檢測到任何質量在 0.31 到 8.3 納電子伏特之間的軸子的跡象。
有鑑於此，研究團隊得出了兩種可能的結論 —— 要麼軸子比這兩個範圍更大或更小，要麼它們對電磁的影響，比此前設想的還要小。
然而本次試驗的測試精度已經相當微小，只有百億分之一。當然，這項研究的無效結果，並未駁斥暗物質的理論。
目前物理學家仍有一長串的‘候選粒子’，每一次的實驗跨越，都是進一步縮小了篩查的方向與範圍，讓我們更加接近於終極的答案。
據悉，諸如 nEDM 之類的其它實驗，已經對其它型別的候選粒子展開尋找。在未來的實驗中，我們仍有希望迎來在一定質量範圍內的結果。
《First Results from ABRACADABRA-10 cm: A Search for Sub-μeV Axion Dark Matter》
科學家們預計，看不見、摸不著的暗物質（Dark Matter），約佔宇宙質量的 85% 。遺憾的是，其與常規物質的相互作用非常微弱，以至於物理學家們一找就是幾十年。
一種被叫做“軸子”（Axions）的疑似暗物質粒子，屬於長期的候選之一。不過最近，科學家們已經透過最新的研究，將這種可能性排除在外。
在一項最新的實驗中，科學家發現這個假想粒子（至少在一定質量範圍內）並不存在。（via：New Atlas）
關於暗物質的可能構成，物理學家們已經提出了許多理論。然而發現暗物質的不同實驗，通常集中在一種特定型別的粒子上。儘管沒能找到確切的內容，但這至少有助於縮小未來研究的方向和範圍。
此前，HADES 粒子探測器已經排除了“暗光子”（Dark Photons），且 LUX 和 XENON1T 也排除了某些型別的“弱相互作用”大質量粒子（WIMP）。
本文介紹的最新研究，圍繞另一個不同的嫌疑物件展開，它就是“軸子”（Axions）。假想中這類體態輕盈的中性粒子無處不在，且與周圍的漂浮的常規物質相互不起作用。
有理論稱，軸子或許會與電、磁產生相互作用，所以研究人員決定透過專門設計的實驗來檢測。
首席研究員 Lindley Winslow 表示：“暗物質不會對人們的日常生活產生影響，但它們被認為可能宇宙的膨脹、以及我們在夜空中觀察到的星系形成”。
新型軸突探測器的橫截剖面圖（圖自：MIT）
幾年前，麻省理工學院的研究人員，提出了一個理論上可用於檢測軸子的思想實驗。簡單說來就是：
由電磁場的性質可知，環形磁鐵的中心不應有磁場。但若有軸子在到處亂竄，它們可能會在那個‘死區’（deadzone）創造出一個微弱的訊號。
Winslow 表示，這項實驗的理念很是誘人，如果能找到疑似軸子的訊號，那它幾乎不可能是其它緣由。
藉助放大 B 場環裝置，研究團隊將這項實驗命名為‘宇宙軸子探測的一種寬頻 / 共振方法’（簡稱 ABRACADABRA）。
基本上，該裝置就是一個小型圓環狀磁鐵，被保持在冷卻至趨近絕對零度的腔室中。目前其已完成這套系統的構建，並且公佈了最新的實驗結果。
為抵消來自冷卻系統的振動干擾，艙室被懸吊在細線上，此外實驗室遮蔽了外部的熱量、噪聲和電磁干擾。
在實驗進行的第一個月，團隊沒有檢測到任何質量在 0.31 到 8.3 納電子伏特之間的軸子的跡象。
有鑑於此，研究團隊得出了兩種可能的結論 —— 要麼軸子比這兩個範圍更大或更小，要麼它們對電磁的影響，比此前設想的還要小。
然而本次試驗的測試精度已經相當微小，只有百億分之一。當然，這項研究的無效結果，並未駁斥暗物質的理論。
目前物理學家仍有一長串的‘候選粒子’，每一次的實驗跨越，都是進一步縮小了篩查的方向與範圍，讓我們更加接近於終極的答案。
據悉，諸如 nEDM 之類的其它實驗，已經對其它型別的候選粒子展開尋找。在未來的實驗中，我們仍有希望迎來在一定質量範圍內的結果。
《First Results from ABRACADABRA-10 cm: A Search for Sub-μeV Axion Dark Matter》