ФИЗИКА
УДК 535.361
О ВОЗМОЖНОСТИ РЕГИСТРАЦИИ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ
ТЕМНОЙ МАТЕРИИ
В.С. Горелик
Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва, Российская Федерация
e-mail:
Проанализированы современные возможности для экспериментального обна-
ружения элементарных частиц темной материи: аксионов. В соответствии с
предсказаниями теории эти частицы имеют очень малую массу покоя, соот-
ветствующую диапазону энергий 0,001. . . 1,0 мэВ. Рассмотрены возможности
конверсии лазерного излучения видимого диапазона в излучение аксионов в вакуу-
ме и в материальных средах, а также обратных процессов в эксперименталь-
ных установках по наблюдению эффекта Примакова: “Light shining through
wall”. Предложено реализовать режим вынужденной фотон-аксионной кон-
версии за счет применения в качестве накачки импульсных лазерных источ-
ников с высокой спектральной интенсивностью излучения. Для повышения эф-
фективности фотон-аксионной конверсии также предложено использовать
диэлектрические среды, характеризующиеся присутствием в их спектре уни-
тарных поляритонов, для которых показатель преломления близок к единице.
При этом могут быть выполнены условия синхронизма в элементарном процес-
се конверсии аксиона в фотон. Приведены схемы возможных экспериментов для
наблюдения процессов конверсии аксионов в микроволновые фотоны при низких
температурах в присутствии сильного магнитного поля.
Ключевые слова
:
аксион, парафотон, резонатор, приемник, масса покоя, конвер-
сия, лазер, генерация.
ON POSSIBILITY OF REGISTRATION FOR ELEMENTARY PARTICLES
OF DARK MATTER
V.S. Gorelik
Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian
Federation
e-mail:
In this paper the modern opportunities for experimental detection of elemental
particles (axions) of dark matter are analyzed. According to the theory predictions
these particles have very small rest mass, corresponding to the energy value
0,001. . . 1,0 meV. The possibility conversion of the visible range laser radiation into
the axions emission under vacuum and in material media and also inverse process
using experimental facilities for observation of the Primakov effect (Light Shining
Through Wall) are considered. It is proposed to implement regime of stimulated
photon-axion conversion due to application like a pumping the pulsed laser sources
with high spectral intensity of radiation. For efficiency upgrading of photon-axion
conversion also it is proposed to use the dielectric media characterized by presence
within their spectrum of unitary polaritons with refractive index is close to unity.
In these cases synchronism conditions can be satisfied for elemental process of
photon-axion conversion. The schemes of possible experiments have been proposed
for observation processes of axions conversion into microwave photons at low
temperatures under high magnetic field.
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2014. № 6
3
