【物理学】ダークマターの正体かもしれない謎の粒子「アクシオン」を検出する最新機器の開発に成功

1: しじみ ★ 2018/04/14(土) 15:39:17.47 ID:CAP_USER

ダークマターとは宇宙空間の約25%を占める仮説上の物質であり、間接的に存在を示唆する観測結果は得られているものの、
実際のところダークマターとは何であるのかは不明です。ダークマターの正体としてニュートリノなどが考えられていますが、「アクシオン」という仮説上の素粒子も候補の一つに挙げられています。そんなアクシオンを検出する最新機器の開発に研究者たちが成功したという報告が、Physical Review Lettersという物理専門雑誌に発表されました。

After 30 years of R&D, breakthrough announced in dark matter detection technology, definitive search to begin for axion particles | UW News
http://www.washington.edu/news/2018/04/09/admx-detection-technology/

アクシオンはもともと、素粒子物理学上の未解決問題である
「強いCP問題」を解決する存在として期待されていた未発見の素粒子でしたが、
研究が進むにつれてダークマターの候補としても注目を集めるようになりました。
そんなアクシオンの検出を目的としたThe Axion Dark Matter eXperiment(ADMX)は、
30年以上にわたって研究開発が行われてきました。

ADMXはワシントン大学を拠点としてフェルミ国立加速器研究所が開発を行っているアクシオン検出器であり、
超伝導磁石で覆われた地下に設置されています。アクシオンはほとんど物質と干渉することはないとされていますが、
強い磁場と低温に調整されたADMX内でアクシオンが電磁波へと変換され、
その時に放出される光子の周波数をADMXは検出できるそうです。

「AMラジオのようなものだと考えてもらって構いません」とワシントン大学のグレイ・リブカ准教授は語り、
一定の周波数を探索するADMXの特性について説明しました。
リブカ准教授によると、ADMXはラジオ局から発せられる周波数をキャッチするようにアクシオンを検出可能であるものの、
果たして本当にラジオ局が周波数を発しているのか、
つまりアクシオンが存在しているのかどうかは現時点ではわからないとのこと。

目で観測できないアクシオンを検出するために、
1983年にフロリダ大学のピエール・シキヴィ教授が磁場によるアクシオン検出方法を提唱してから、
30年以上にわたってADMXの研究開発が続けられてきました。
しかし、ADMXは非常に繊細な機器であるために、
周囲からの熱放射とADMX自体の電子機構が発生させるバックグラウンドノイズによって、長い間運用が成功しませんでした。

熱放射に関してはADMXを絶対零度近くまで冷却することにより回避できましたが、
電子機構からのノイズを回避することは非常に困難だったとのこと。
今回、研究チームは従来のトランジスタ増幅器に代えて超伝導量子増幅器を使って周波数を検出する方法を開発し、
ADMX自体から発生するノイズを減らすことができたそうです。

ADMXの共同スポンサーであるローレンス・リバモア国立研究所の物理学者ジャンパオロ・カロッシ氏は
今回発表されたADMXの改良について、「初期のADMXではトランジスタ増幅器を使っていたために、
アクシオンが存在すると思われる範囲のスキャンを行うのに数百年が必要でしたが、
新しい増幅器を使用することでわずか数年で同範囲のスキャンが可能です」と述べており、
宇宙の謎を解明するスピードが非常に向上したとしています。

ADMX開発チームのチーフであるレスリー・ローゼンバーグ教授は、
「私たちにはもう新しい技術は必要なく、ただ時間さえあればアクシオンを探査できるでしょう」と語りました。

関連ソース画像
https://i.gzn.jp/img/2018/04/14/axion-particles-detection-technology/01_m.jpg

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180414-axion-particles-detection-technology/

37: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/14(土) 18:25:03.60 ID:twxGUEUW
>>1
装置は地下にあるのか?
なんかごちゃごちゃしてる。
冥王とか召喚してまいそう。

 

100: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/15(日) 22:30:07.31 ID:M//NWtTv
>>1
理論ではあるとされてる陽子崩壊のためバカでかい施設作るのと違ってそもそも理論上の性質も確定してないんでしょう?
大丈夫なのかね

 

2: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/14(土) 15:44:24.04 ID:LcE5/e+z
検出されても、宇宙の起源に役立つのか?

 

4: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/14(土) 15:56:18.98 ID:bcN1dxj9
ダークサイド と ダークマター

 

5: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/14(土) 15:57:08.86 ID:1AWgsVrF
創生のアクシオン!

 

6: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/14(土) 15:58:50.23 ID:SRco0F4X
ロボットアニメに出てきそう

 

7: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/14(土) 16:01:51.51 ID:UnuSGFyf
どうしてアクシオンしないのぉっ!

 

50: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/14(土) 20:35:15.58 ID:8b7FhkuX
>>7
君じゃ無理なんだよ

 

8: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/14(土) 16:03:36.98 ID:ku7tZQeQ
生物学に進化の系統樹があるようにそれに相当するものとして量子力学には四つの力の系統樹と言うのがあるが、
ヒッグス粒子といい、この仮想粒子といい、それらが力の系統樹のどこにどういう形で存在するものなのかが今いちはっきりしない。

 

12: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/14(土) 16:22:16.49 ID:IWR88dfB
24世紀では当たり前の事象。
世界線 収束の解明への足がかりへとなる。

 

21: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/14(土) 17:10:40.44 ID:9Uvqw18z
こういう研究はいいな
基礎科学を制したものが宇宙開発の主導権を握る

 

33: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/14(土) 18:05:29.66 ID:eTP0edrf
日本は神岡のプロジェクト打ち切りなんでしょ

 

34: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/14(土) 18:11:54.03 ID:SpUlYbUL
エーテル、ダークマター、アクシオン
次は何ですかねー仮想物質

 

38: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/14(土) 18:36:24.35 ID:1WnjFon3
アクシオンと光子は強い磁場中で相互に変換するのよ
当然生成する光子のエネルギーはアクシオンの質量に関係するわけ

 

44: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/14(土) 19:48:30.90 ID:G3nDJ6DV
どうでもいいことにゼニを使うなよ。

 

59: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/14(土) 22:02:46.64 ID:1YLfLGWD
>>44
どうでもよくないよ
太陽のライフサイクルのせいで、人類はあと3億年以内に地球を脱出しなきゃいけなくなるんだ
時間がないんだよ!

 

45: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/14(土) 19:50:46.91 ID:nbQck8cW
そのどうでもいい事を研究し続けて現代社会は便利になったんだがな
アクジインも数百年後の人類にとって有益だぜ
むしろこんな早く気づいて探索してる事を驚かれるレベル

 

53: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/14(土) 21:07:44.92 ID:NbZY/j1i
アクシオンを見つける実験は、すでにいくつかやられて見つかっていない。

 

55: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/14(土) 21:44:37.05 ID:RcXE4Quo
>>53
カミオカンデといい、実際に観測できるかどうかも分からないものを検出するために
大金を費やして装置を作るんだから酔狂なもんだ

 

71: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/15(日) 05:14:16.73 ID:VZ99Aghf
>>55
カミオカンデは陽子崩壊を検出する為に設計されたんだけど、陽子崩壊が検出されなかったのでそれまでの理論を修正したんだよ
検出されない事でわかる事もあるんです

 

60: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/14(土) 22:29:44.19 ID:S+elsX+6
ミノフスキー粒子

 

61: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/14(土) 22:51:13.98 ID:2m8DBlvh
物理学で使われる単語の厨二心に満ち溢れた感じが大好きだwww

 

66: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/14(土) 23:52:09.34 ID:op9UQ/cl
ダークマターの物質、観測できたんではなかったのか

 

68: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/15(日) 00:11:43.01 ID:w3J47b2J
これが後の世の魔素になるとは誰もが思わなかった…

 

69: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/15(日) 00:20:48.85 ID:Ao6Ep/Tk
架空の粒子を検出するなんて不可能。
存在することが予測されてる粒子なら検出できる可能性は否定できないが、
「~かもしれない」という程度の架空の物質の検出はできない。

 

84: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/15(日) 14:46:16.74 ID:F94Asyjy
>>69
文系さんの言葉遊び

 

70: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/15(日) 03:00:11.35 ID:04QVd4/6
ジグソーパズルの穴みたいなもんだろ

 

74: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/15(日) 09:17:26.40 ID:8Pf7bh7L
素粒子物理学の魅力を知りたいけど熱力学のほうが現実的だから熱力学にしよう

 

79: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/15(日) 12:24:02.12 ID:11v80fbu
なんかいろいろ胡散くせえ

 

92: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/15(日) 18:19:08.02 ID:fcL46/m5

>>79
蜂に瓶に入ってる蜂蜜をあげたら蜂は蜂蜜に気づくだろうか?
答えはNO。

人間も同じで目の前に暗黒物質があっても見えないし触れない。なぜ見えないのかというと、人間の脳で認識できないから。

 

81: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/15(日) 12:34:47.34 ID:QKxHIea0
タキオン粒子はどうした?

 

85: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/15(日) 15:11:54.23 ID:n0YRvUN/

>新しい増幅器を使用することでわずか数年で同範囲のスキャンが可能です」と述べており、

>「私たちにはもう新しい技術は必要なく、ただ時間さえあればアクシオンを探査できるでしょう」と語りました。

数年後にしか結果が分からないような機械作っただけでよくこんな大口叩けるな

 

88: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/15(日) 16:50:22.98 ID:LCXDnoqK

>>85
論文の主旨は大口じゃないよ。
アクシオンがあるとしてもその質量はある値から別のある値までの
範囲内”ではない”という主旨で具体的な数字を報告している。

装置は測定範囲を変化させることができるから順番に違う範囲の実験を
やり続ければ、予想範囲を網羅して当否が確定しますよ、という話はおまけ

 

89: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/15(日) 17:04:04.59 ID:LCXDnoqK

ダークマター検出狙いの実験てこんなにたくさんあるんだな。

https://en.wikipedia.org/wiki/Dark_matter
末尾の表の Dark matter > Search experiments > Direct detection

 

90: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/15(日) 17:57:50.63 ID:k8455nLA
去年のコズミックフロントに出てたわ ローゼンバーグ教授とアクシオン
5年以内に結論が出るって豪語してる

 

91: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/15(日) 18:15:48.28 ID:fcL46/m5

地球が青く見えるのは人間だけ。つまり絶対的に地球は青くないってこと。
宇宙人から見れば地球は赤いかもしれない。

暗黒物質は人間には見えない。というより世の中の大半の物質は人間には見えないと言われてる。それは人間の脳で認識できる範囲が限られてるから。

 

94: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/15(日) 18:48:37.46 ID:urnNvasU
もう宇宙空間にある物質の75%も判明したの?

 

95: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/15(日) 18:52:13.47 ID:QIDaPfuR
アクシオンかぁ、もっと中二全開の名前がよかったよ

 

96: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/15(日) 18:58:25.65 ID:fguL1Dlu
>>95
「亞級 紫遠」とか?

 

97: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/04/15(日) 19:17:07.83 ID:TAeNwn1R
全部、嘘かもわからんね(笑)

転載元http://egg.5ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1523687957/