PVLAS

PVLAS

PVLAS(Polarizzione del Vuoto con LASer, "레이저로 진공 극화")는 양자 전자역학 테스트를 수행하며, 이탈리아 페라라의 물리학과와 국립 원자력 물리학 연구소에서 암흑 물질을 검출하는 것을 목표로 한다.자기장에서 비선형 광학적 거동을 일으키는 진공 양극화를 탐색한다.실험은 2001년 레그나로(이탈리아 파두아)의 INFN 연구소에서 시작되어 오늘날에도 새로운 장비로 계속된다.

배경

진공에서의 비선형 전기동적 영향은 양자 전자역학(QED)의 초기부터 양전자 발견 후 몇 년 후까지 예측되어 왔다.그러한 효과 중 하나는 진공 자기 광선(birefringence)으로, 탄성 빛과 빛 간 상호작용에 밀접하게 연결되어 있다.그 효과는 극히 미미하며 아직 직접 관찰된 적이 없다.오늘날 QED는 매우 잘 검증된 이론이지만, 빛에 의한 상호작용을 탐지하는 것의 중요성은 여전하다.첫째, QED는 항상 초기 상태 또는 최종 상태에서 충전된 입자가 있는 상태에서 시험되었다.광자만 있는 시스템에는 테스트가 존재하지 않는다.보다 일반적으로, 초기 및 최종 상태에 존재하는 게이지 보손만 직접적으로 관찰된 적은 없다.둘째, 현재까지 0점 양자 변동의 증거는 전적으로 광자에만 적용되는 카시미르 효과의 관측에 의존한다.PVLAS는 가상으로 충전된 입자-항입자 쌍(가설적인 밀리초입자를 포함한 모든 성질)의 변동을 다루며, 따라서 페르미온 양자 진공 구조: 선도 질서까지, 그것은 루프 다이어그램의 직접 검출이 될 것이다.마지막으로, 빛에 의한 상호작용의 관찰은 중첩 원리의 붕괴와 맥스웰 방정식의 증거가 될 것이다.비선형성의 한 가지 중요한 결과는 빛의 속도가 다른 전자기장의 유무에 따라 좌우된다는 것이다.PVLAS는 강한 자기장으로 진공을 통과한 후 선형 편광 레이저 빔의 편광 상태 변화를 관찰하여 검색을 수행한다.[1]외부장치에 의한 양자 전자역학에서의 진공상태는 일반적으로 스테판 L에 의해 인정된다. 1971년 강한 자기장에서 광자 분열과 광자 분산에서 최초의 일반적 파생을 제시한 아들러.1993-96년 버드커 연구소의 ROKK-1 시설에서 원자장의[2] 광자 분열에 대한 실험 조사가 실시되었다.

디자인

PVLAS는 고피네스 파브리-페로 광학 공동체를 사용한다.2005년까지 사용된 1차 설정은 초전도 자석의 5T 자기장이 있는 진공 상태를 통해 선형 편광 레이저 빔을 타원계로 전송했다.외곽 지역을 피하기 위해 업그레이드한 후, 2시에 여러 번 실행이 이루어졌다.3T 및 5T, 축방향 검출에 대한 사전 클레임 제외.발견 잠재력을 위해 최적화된 광학 설정이 필요하다고 판단했다.감도가 훨씬 향상된 시제품은 2010년에 시험되었다.[3]2013년 INFN 페라라에서 영구 자석과 수평 타원계를 갖춘 업그레이드된 장치를 설치하고[4] 2014년부터 데이터를 수집하기 시작했다.

결과.

PVLAS는 외부 자기장에 의해 유발되는 진공 양극화를 조사했다.[5]자기장의 진공에 의한 빛 양극화의 회전에 대한 관찰이 2006년에 발표되었다.[6]업그레이드된 설정으로 찍은 데이터는 2008년[7] 이전의 자기 회전을 배제하고 광자-광자 산란 한계를 설정했다.[8]비선형 진공 효과에 대한 개선된 한계는 2012년에e A < 2.9·10−21 T−2 @ 95% C.L로 설정되었다.[9]

참고 항목

외부 링크

참조 및 참고 사항

  1. ^ PVLAS 실험
  2. ^ Akhmadaliev, Sh. Zh.; Kezerashvili, G. Ya.; Klimenko, S. G.; Lee, R. N.; Malyshev, V. M.; Maslennikov, A. L.; Milov, A. M.; Milstein, A. I.; Muchnoi, N. Yu. (2002-07-19). "Experimental Investigation of High-Energy Photon Splitting in Atomic Fields". Physical Review Letters. 89 (6): 061802. arXiv:hep-ex/0111084. Bibcode:2002PhRvL..89f1802A. doi:10.1103/PhysRevLett.89.061802. PMID 12190576. S2CID 18759344.
  3. ^ Della Valle, F.; Di Domenico, G.; Gastaldi, U.; Milotti, E.; et al. (Nov 1, 2010). "Towards a direct measurement of vacuum magnetic birefringence: PVLAS achievements". Optics Communications. 283 (21): 4194–4198. arXiv:0907.2642. Bibcode:2010OptCo.283.4194D. doi:10.1016/j.optcom.2010.06.065. S2CID 119245837.
  4. ^ Della Valle, F.; Di Domenico, G.; Gastaldi, U.; Milotti, E.; et al. (2013). "The new PVLAS apparatus for detection of magnetic birefringence of vacuum". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 718: 495–496. Bibcode:2013NIMPA.718..495D. doi:10.1016/j.nima.2012.11.084.
  5. ^ J. C. Spooner, Neil; Kudryavtsev, Vitaly (2001). The Identification of Dark Matter. World Scientific. p. 482. ISBN 978-981-02-4602-0.
  6. ^ Zavattini, E.; Zavattini, G.; Ruoso, G.; Polacco, E.; et al. (2006). "Experimental Observation of Optical Rotation Generated in Vacuum by a Magnetic Field". Physical Review Letters. 96 (11): 110406. arXiv:hep-ex/0507107. Bibcode:2006PhRvL..96k0406Z. doi:10.1103/PhysRevLett.96.110406. PMID 16605804.
  7. ^ Zavattini, E.; Zavattini, G.; Ruoso, G.; Raiteri, G.; et al. (2008). "New PVLAS results and limits on magnetically induced optical rotation and ellipticity in vacuum". Physical Review D. 77 (3): 032006. arXiv:0706.3419. Bibcode:2008PhRvD..77c2006Z. doi:10.1103/PhysRevD.77.032006. S2CID 53474978.
  8. ^ Bregant, M.; Cantatore, G.; Carusotto, S.; Cimino, R.; et al. (2008). "Limits on low energy photon-photon scattering from an experiment on magnetic vacuum birefringence". Physical Review D. 78 (3): 032006. arXiv:0805.3036. Bibcode:2008PhRvD..78c2006B. doi:10.1103/PhysRevD.78.032006. S2CID 119311826.
  9. ^ ZAVATTINI, G.; GASTALDI, U.; PENGO, R.; RUOSO, G.; et al. (20 June 2012). "Measuring the Magnetic Birefringence of Vacuum: The Pvlas Experiment". International Journal of Modern Physics A. 27 (15): 1260017. arXiv:1201.2309. Bibcode:2012IJMPA..2760017Z. doi:10.1142/S0217751X12600172. S2CID 119248772.