Необычная форма атома цезия помогает исследовательской группе Университета Квинсленда разоблачить неизвестные частицы, из которых состоит Вселенная.

Доктор Джасинда Джинджес из Школы математики и физики Университета Калифорнии говорит, что необычный атом, состоящий из обычного атома цезия и элементарной частицы, называемой мюоном, может оказаться важным для лучшего понимания фундаментальных строительных блоков Вселенной.

«Наша Вселенная до сих пор остается для нас загадкой, — сказал доктор Джинджес.

«Астрофизические и космологические наблюдения показали, что материя, о которой мы знаем — обычно называемая частицами «Стандартной модели» в физике, — составляет только пять процентов материи и энергии, содержащейся во Вселенной».

«Большая часть материи «темная», и в настоящее время мы не знаем ни одной частицы или взаимодействия в рамках Стандартной модели, которые объясняли бы это».

«Поиск частиц темной материи находится на переднем крае исследований в области физики элементарных частиц, и наша работа с цезием может оказаться важной в решении этой загадки».

Работа может также однажды улучшить технологию.

«Атомная физика играет важную роль в технологиях, которые мы используем каждый день, таких как навигация с помощью Глобальной системы позиционирования (GPS), и атомная теория будет по-прежнему играть важную роль в развитии новых квантовых технологий, основанных на атомах», — сказал доктор Джинджес. .

Благодаря теоретическим исследованиям доктор Джинджес и ее команда улучшили понимание магнитной структуры ядра цезия, ее эффектов в атомарном цезии и эффектов странного и чудесного мюона.

«Мюон — это, по сути, тяжелый электрон — в 200 раз более массивный — и он вращается вокруг ядра в 200 раз ближе, чем электроны», — сказал доктор Джинджес.

«Благодаря этому он может улавливать детали структуры ядра».

«Звучит сложно, но в двух словах эта работа поможет улучшить расчеты по теории атома, используемые при поиске новых частиц».

Исследователи заявили, что новый подход может предложить большую чувствительность и альтернативный метод поиска новых частиц за счет использования точных атомных измерений.

«Возможно, вы слышали о Большом адронном коллайдере в ЦЕРН, крупнейшем и самом мощном ускорителе частиц в мире, который сталкивает субатомную материю при высоких энергиях, чтобы найти ранее невидимые частицы», — сказал доктор Джинджес.

«Но наше исследование может предложить большую чувствительность с альтернативным методом поиска новых частиц — с помощью точных атомных измерений».

«Ему не нужен гигантский коллайдер, а вместо этого используются точные инструменты для поиска атомных изменений при низкой энергии».

«Вместо взрывных столкновений с высокой энергией это эквивалентно созданию сверхчувствительного «микроскопа», чтобы засвидетельствовать истинную природу атомов».

«Это может быть более чувствительный метод, раскрывающий частицы, которые коллайдеры частиц просто не могут видеть».

У цезия есть момент, после того как он недавно был показан в новостях как элемент в радиоактивной капсуле, которая пропала и впоследствии была найдена в глубинке Западной Австралии.

Это исследование под руководством доктора Джинджеса проводилось вместе с аспирантом Джорджем Санамяном и доктором Бенджамином Робертсом и было опубликовано в журнале Physical Review Letters.