точенная в объеме
V
= 1
м
3
, составляет
10
−
4
Дж. Если исходить из ги-
потезы о том, что облака темной материи в околоземном пространстве
состоят главным образом из аксионов, то интенсивность микроволно-
вого излучения, возникающего в результате аксион-фотонной конвер-
сии распадов, определяется вероятностью процессов таких распадов,
зависящих от магнитного поля, создаваемого сверхпроводящими соле-
ноидами. Эксперименты по наблюдению процессов аксион-фотонной
конверсии позволят оценить вероятность таких процессов и ответить
на вопрос о возможности генерации аксионного излучения в лабора-
тории.
Заключение.
Предложены пути оптимизации эксперименталь-
ных установок для обнаружения “горячих” и “холодных” аксионов,
предположительно являющихся элементарными частицами темной
материи. Для генерации “горячих” аксионов предложено использовать
импульсные источники лазерного излучения, характеризующиеся вы-
сокой спектральной интенсивностью излучения в видимом или уль-
трафиолетовом диапазонах. Это обеспечивает переход от режима
спонтанной фотон-аксионной конверсии к вынужденным процессам,
аналогичным процессам ВКР света. Ожидаемая масса покоя аксионов
соответствует микроволновому диапазону спектра 0,001. . . 1,0 мэВ.
В качестве детекторов микроволновых фотонов, образующихся в
результате распада “холодных” аксионов, предложено применять вы-
сокочувствительный спектроанализатор, основанный на нестацио-
нарном эффекте Джозефсона. Для повышения интенсивности возни-
кающего в результате аксион-фотонной конверсии микроволнового
излучения в объем микроволнового резонатора предложено вводить
метаматериалы или фотонные кристаллы, замедляющие микровол-
новые фотоны до скоростей, существенно меньших скорости света.
Повышение интенсивности микроволнового излучения, когда груп-
повая скорость микроволновых фотонов оказывается существенно
меньшей скорости света в вакууме (
v c
) обусловлено возраста-
нием соответствующей плотности фотонных состояний [29–32] на
частоте рождающихся микроволновых фотонов. В качестве среды,
замедляющей микроволновые фотоны, возникающие в результате
аксион-фотонной конверсии в резонаторе, предложено использовать:
глобулярные фотонные кристаллы [30–32] с запрещенной зоной в ми-
кроволновом диапазоне; метаматериалы с отрицательным показателем
преломления и низким значением групповой скорости электромагнит-
ных волн; сегнетоэлектрики с высокодобротной мягкой модой и др.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (гранты 12-02-00491,
12-02-90422, 12-02-90021, 12-02-90025, 13-02-00449, 13-02-90420,
14-02-00190).
18
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2014. № 6
