Was kann ein GNOME tun? Suchziele für das globale Netzwerk von optischen Magnetometern für exotische physikalische Suchen

Zusammenfassung Zahlreiche Beobachtungen deuten darauf hin, dass es unentdeckte Teilchen und Felder jenseits des Standardmodells gibt. Aufgrund ihrer unbekannten Natur könnten diese exotischen Teilchen und Felder auf viele verschiedene Weisen mit Teilchen des Standardmodells interagieren und eine Vielzahl möglicher Konfigurationen annehmen. Hier wird ein Überblick über das globale Netzwerk von optischen Magnetometern für exotische physikalische Suchen (GNOME) präsentiert, ein laufendes experimentelles Programm, das darauf abzielt, ein breites Spektrum an exotischen physikalischen Szenarien zu testen. Das GNOME-Experiment nutzt ein weltweites Netzwerk von abgeschirmten atomaren Magnetometern (und, neuerdings, Komagnetometern), um nach räumlich und zeitlich korrelierten Signalen zu suchen, die durch Drehmomente auf atomare Spins von exotischen Feldern astrophysikalischen Ursprungs verursacht werden. Die zeitlichen Eigenschaften einer Vielzahl möglicher Signale, die derzeit untersucht werden, wie beispielsweise die von topologischen Defekt-Dunkelmaterie (axion-ähnliche Teilchen-Domainwände), axion-ähnlichen Teilchensternen, Solitonen komplexwertiger skalaren Felder (Q-Bälle), stochastischen Fluktuationen bosonischer Dunkelmateriefelder, einem solarer axion-ähnlicher Teilchen-Halo und Ausbrüchen ultraleichter bosonischer Felder, die durch katastrophale astrophysikalische Ereignisse wie Verschmelzungen binärer schwarzer Löcher erzeugt werden, werden untersucht.