Impacto de las propiedades de los superconductores en la sensibilidad de medición de detectores de axiones basados en resonancia
Autores: Alimenti, Andrea; Torokhtii, Kostiantyn; Di Gioacchino, Daniele; Gatti, Claudio; Silva, Enrico; Pompeo, Nicola
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Impacto de las propiedades de los superconductores en la sensibilidad de medición de detectores de axiones basados en resonancia
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión del conocimiento
Palabras clave
Axiones
Haloscopios
Superconductores
Factor de calidad
YBaCuO
FeSeTe
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Los axiones, partículas hipotéticas teorizadas para resolver el problema fuerte de CP, están siendo considerados actualmente como fuertes candidatos para los constituyentes de la materia oscura fría. La potencia de señal de los detectores de axiones basados en resonancia, conocidos como haloscopios, es directamente proporcional a su factor de calidad. En este artículo, se estudia el impacto del uso de superconductores en el rendimiento de los haloscopios evaluando lo que se puede obtener. En particular, se calcula la resistencia superficial de NbTi, NbSn, YBaCuO y FeSeTe en los rangos de frecuencia, campo magnético y temperatura de interés, partiendo de la resistividad compleja del movimiento de vórtices medida y las longitudes de apantallamiento de estos materiales. A partir de esto, se evalúa el factor de calidad de un haloscopio cilíndrico con bases cónicas de cobre y una pared lateral superconductora, operando con el modo TM, y se utiliza para realizar una comparación del rendimiento de los diferentes materiales. Tanto YBaCuO como FeSeTe muestran mejorar la sensibilidad de medición en casi un orden de magnitud, con respecto a un cavidad de Cu completa, mientras que NbTi se muestra adecuado solo a frecuencias más bajas.
Descripción
Los axiones, partículas hipotéticas teorizadas para resolver el problema fuerte de CP, están siendo considerados actualmente como fuertes candidatos para los constituyentes de la materia oscura fría. La potencia de señal de los detectores de axiones basados en resonancia, conocidos como haloscopios, es directamente proporcional a su factor de calidad. En este artículo, se estudia el impacto del uso de superconductores en el rendimiento de los haloscopios evaluando lo que se puede obtener. En particular, se calcula la resistencia superficial de NbTi, NbSn, YBaCuO y FeSeTe en los rangos de frecuencia, campo magnético y temperatura de interés, partiendo de la resistividad compleja del movimiento de vórtices medida y las longitudes de apantallamiento de estos materiales. A partir de esto, se evalúa el factor de calidad de un haloscopio cilíndrico con bases cónicas de cobre y una pared lateral superconductora, operando con el modo TM, y se utiliza para realizar una comparación del rendimiento de los diferentes materiales. Tanto YBaCuO como FeSeTe muestran mejorar la sensibilidad de medición en casi un orden de magnitud, con respecto a un cavidad de Cu completa, mientras que NbTi se muestra adecuado solo a frecuencias más bajas.