Ein Quantenkristall machte einen Sensor für dunkle Materie

Der neue Quantensensor besteht aus 150 Berylliumionen (elektrisch geladenen Atomen), die  V

Magnetfeld. Es sieht aus wie ein flacher 2D-Kristall mit einem Durchmesser von nur 200 Millionstel Metern.

Solche Quantensensoren haben das Potenzial, Signale von Dunkler Materie zu detektieren. Das Vorhandensein von dunkler Materie kann dazu führen, dass der Kristall merklich vibriert.

Forscher können die Schwingungsanregung eines Kristalls messen - einer sich auf und ab bewegenden Ebene.

Ionenkristalle können bestimmte erkennenArten dunkler Materie wie Axionen und versteckte Photonen, die über ein schwaches elektrisches Feld mit gewöhnlicher Materie interagieren. Aber dunkle Materie erzeugt ein Hintergrundsignal mit einer Schwingungsfrequenz, die von der Masse des Dunkle-Materie-Teilchens abhängt. Seit mehr als zehn Jahren laufen Experimente zur Suche nach dieser Art von Materie mit supraleitenden Schaltkreisen. Aber wir nutzten die Bewegung eingefangener Ionen, die für Empfindlichkeit in einem anderen Frequenzbereich sorgt. 

John Bollinger, leitender Autor am NIST

Während des Experiments hatten alle Ionen den gleichen Spin – zuerst war er nach oben und dann horizontal gerichtet, sodass sich die Ionen bei Erregung wie ein Kreisel drehten. 

Wissenschaftler planen, die Anzahl der Ionen auf 100.000 zu erhöhen.Durch die Schaffung von 3D-Kristallen wird erwartet, dass die Wahrnehmungsfähigkeiten um den Faktor dreißig verbessert werden. Darüber hinaus kann die Stabilität der angeregten Bewegung verbessert werden, was sich auf die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Ergebnisse auswirkt.

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