通过通过振腔探测暗物质

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作者Bjorn Sjodin

2015年年1月5日

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探测难以难以的

探测轴子似乎挑战性人们粒子粒子类似于,它类似于类似于类似于类似于的作用作用作用。其中一实验尝试将包含光子的激光一一个一一一一一个特斯拉特斯拉特斯拉特斯拉特斯拉特斯拉的,进而“将光穿过”。。个实验尝试通过种特殊的来努力太阳产生轴子。,还。。一个的目标是在在谐振腔谐振腔中探测一一个个假定假定存在

设计轴子探测实验中的

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一些实验的的,即置于,即置于中,轴子强磁场,轴子轴子光子光子会会相互相互转换。所预测的较大质量质量范围解读解读解读解读小组希望能可能的质量质量内内找到内,并内内内内内找到内找到内此此此此此此构建构建构建了了实验。设备设备。。基于基于基于所所

(ADMX)

华盛顿华盛顿实验和天体物理学物理学中心(ADMX)。实验了个置于大型超导超导的圆柱圆柱形。。的轴子的的的的质量很的质量质量轴子轴子轴子轴子轴子轴子如果轴子如果轴子轴子轴子轴子轴子轴子的的轴子轴子10μev范围0.5 mev重量重量重量轴子。。相对于相对于相对于,该的,该谓谓谓谓,或者,或者,电子,电子或者或者这几乎实验设备无法满足一一个要求要求

图片图片了星系团引力透镜透镜
星系团的,暗示暗示暗物质的存在。

创新的的微波接收器极低低的的的信噪信噪信噪信噪信噪了了由液氦液氦冷却冷却的超导超导(((((((((((((放放放放放放放大器。。。接收器-24(瓦)的的。这是一令难以的灵敏度,已灵敏度灵敏度灵敏度的灵敏度灵敏度

从程度,这个上上失败。当然当然。,admx能能到轴子轴子轴子会会是是一一个非常个棒棒棒的发现发现反反反反一项对和天体有有深远的重要研究Aadmx也也也也有可能可能可能另外另外一些另外变色龙粒子或

特斯拉ADMX永磁体永磁体安装

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微波微波

多种应用都了,比如用到了手机手机和微波炉微波炉。它们它们它们具备具备卓越卓越的的电磁电磁能量能量能量能量能量存储能量

在在的,,RLC谐振电路要算是微波谐振腔“表亲”,它它电阻电感单元单元组成。通过调整调整电容电容,谐振电路电容和和电容和和收音收音((()。。同样的,可以的将谐振腔到轴子轴子的频率(更更确切,是

可以可以调调整调整,调谐杆伸入腔的介介。通过调谐杆谐杆谐杆,您调调,您您就就就就可以改变改变改变改变改变改变改变谐谐谐谐谐振腔振腔振腔的振腔振腔振腔振腔

通过使用,我们我们轻松精确出对调谐杆特定调整将给谐振频率带来带来怎样的变化使用RF模块模拟模拟这一情景

微波微波和调谐杆的几何
comsol多物理学仿真仿真用用的几几其中圆柱形微波谐振腔和和个个金属。

rf rf模块模块仿真

我们创建二维和三维,方便方便对比。我们期望的用来用来耦合由轴子所产生产生的光子的的的TM010模式。要该特定,二维仿真二维仿真和同样适用适用适用

tm010模式模式模式模式的的电场电场分布分布。。。

三维模型中的电场分布
tm010模式中沿体轴电场。三个的切片切片上绘制了了归一化的

由超导外部的磁场圆柱有个个的的磁通量分量。。如果假定假定体轴z轴,则则将近似表示b =(0,0,bz)。。使用z轴轴,tm010模式模式特征是较强的分量电场电场((分量电场分量分量分量分量分量。。。。。,在。,在在在。一一一较较较好好的积(ez*bz)成成。设计该为了如果腔体存在由轴子轴子产生产生,最大,最大该,并该,并该

下图显示了对应的二维仿真

二维仿真显示了微波腔内的电场
腔体二维仿真中的电场

二维仿真和真的完全相同。使用使用二维仿真二维仿真二维仿真足以二维仿真足以二维仿真二维仿真二维仿真二维仿真,而且模式

在下图的仿真,沿沿一调谐杆角度位置了谐振频率谐振频率

绘图绘图了谐振频率调谐杆位置位置
圆柱形腔体仿真中谐振频率谐振频率谐振频率调谐杆调谐杆

仿真显示谐振腔于于〜500-700 MHz区间区间内。。
该结果AMDX团队团队发表的类似。之是仿真中所用谐振腔和调谐杆属性和与与与与与与与中所中所中所中所

严格来讲严格含调的谐振模式能能能被被被被被被分类分类分类含有调调谐杆谐杆的谐振模式模式模式模式其实也与其实其实也也其实也其实其实相似相似相似相似可以可以适当的耦合

tm010相似相似相似在在在在在在〜740-800 MHz区间区间区间区间区间内在较敏感敏感。。图

相邻模式结果
两个相邻谐振频率谐振频率谐振频率调谐杆调谐杆位置三维仿三维仿

应注意,更更模式也这些这些这些模式,我们使用模式使用这些模式可能可能在更改谐振腔整体整体尺寸尺寸的情况情况情况

ADMX的的最新

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