物理学者らが1773年の実験を復活させ暗黒物質の探索へ

研究者らは、暗黒物質の候補とされるミリ電荷粒子の検出に向けて、ヘンリー・キャヴェンディッシュが1773年に行った実験を現代風に改良する手法を提案した。この設計は入れ子状の金属殻を用いるもので、従来の方式より1万倍高い感度を実現できる可能性がある。また、粒子加速器よりも低コストかつ短期間で構築できる利点がある。

1773年、イギリスの科学者ヘンリー・キャヴェンディッシュは、電位差を測定して電磁気を研究するため、二重にした金属の殻を用いた実験を行った。現在、スタンフォード大学のピーター・グラハム博士とその共同研究者らは、この実験装置を応用して、暗黒物質の構成要素となり得る微小な電荷を持つエキゾチック粒子「ミリ電荷粒子(mCPs)」を探索する手法を提案している。暗黒物質は宇宙における通常の物質よりも質量が大きいとされているが、その正体は未解明のままである。研究チームは、外側の殻に電圧をかけ、内側の殻との電位差を測定することで、電荷を持つmCPsが存在すればそれを検出する計画である。デラウェア大学の研究チームメンバーであるハリクリシュナン・ラマニ氏によると、蓄積装置を用いることで、室内にある荷電粒子を装置内へ引き込む仕組みになるという。実験コストは100万ドル以下と見込まれており、粒子加速器を1年間稼働させるよりもはるかに安価である。計算上は、計画中の加速器を上回る感度を実現できる可能性がある。テキサスA&M大学のケビン・ケリー氏は、この感度の予測について控えめな見積もりであり、実際には100倍から1万倍向上し、より小さな電荷の検出も可能になる可能性があると指摘した。オハイオ州立大学のクリストファー・ヒル氏は、加速器よりもはるかに迅速に構築でき、宇宙の構成に関する重要な発見につながる可能性があるとして、このアプローチを評価している。同氏も自身のチームで同様の装置の構築を検討しているという。研究チームは現在、詳細を詰めるとともに資金調達を行っている。ラマニ氏は、順調にいけば2、3年以内に成果が得られ、mCPsを抽出して研究できるようになる可能性があると述べた。

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