Μια ομάδα επιστημόνων χρησιμοποίησε μια καινοτόμο τεχνική που ονομάζεται «κβαντική συμπίεση» για σημαντικά
Ωστόσο, η εύρεση αυτού του πολλά υποσχόμενου σωματιδίου είναι το πανείναι σαν να ψάχνετε μια κβαντική βελόνα σε ένα μεγάλο άχυρο. Και όμως, σε αυτή τη διαδικασία, είναι δυνατή η ταχεία πρόοδος. Οι ερευνητές σε ένα έργο που ονομάζεται Haloscope at Yale Sensitive To Axion Cold Dark Matter (HAYSTAC) αναφέρουν ότι έχουν βελτιώσει την αποτελεσματικότητα του κυνηγιού τους ξεπερνώντας ένα θεμελιώδες εμπόδιο που επιβάλλεται από τους νόμους της θερμοδυναμικής. Η ομάδα των επιστημόνων περιλαμβάνει επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο στο Boulder και το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST).
HAYSTAC - ένας αισθητήρας σχεδιασμένος για αναζητήσειςαξονική σκοτεινή ύλη. Αναπτύχθηκε από επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Γέιλ και προορίζεται να περιορίσει την αναζήτηση σωματιδίων αόριστης σκοτεινής ύλης, τα οποία μπορεί να αντιπροσωπεύουν περισσότερο από το 80% της συνολικής ποσότητας ύλης στο σύμπαν. Και το πιο ενδιαφέρον πράγμα σε αυτήν την περίπτωση είναι ότι ο ανιχνευτής HAYSTAC έχει σχεδιαστεί για να ψάχνει για σκοτεινή ύλη με τη μορφή αξόνων, υποατομικών σωματιδίων που υπάρχουν τώρα μόνο θεωρητικά και τα οποία αναζητούνται σε διάφορα πειράματα, συμπεριλαμβανομένου του Axion Dark Matter Experimentis .
Η νέα προσέγγιση επιτρέπει στους ερευνητές να βελτιωθούνγια να διαχωρίσετε τα απίστευτα αδύναμα σήματα πιθανών αξόνων από τον τυχαίο θόρυβο που υπάρχει στη φύση σε εξαιρετικά μικρές κλίμακες, μερικές φορές ονομάζονται κβαντικές διακυμάνσεις. Σύμφωνα με τον συν-συγγραφέα της μελέτης Konrad Lehnert, ερευνητή NIST στο JILA, οι πιθανότητες της ομάδας να βρει τον άξονα τα επόμενα χρόνια εξακολουθούν να είναι περίπου ίσες με τη νίκη της λοταρίας. Αλλά αυτές οι πιθανότητες θα βελτιωθούν μόνο.
Ο Daniel Palken, συν-συγγραφέας του νέου άρθρου, εξήγησε,ότι αυτό που κάνει το άξονα τόσο δύσκολο να βρεθεί το καθιστά ιδανικό υποψήφιο για σκοτεινή ύλη - είναι ελαφρύ, δεν φέρει ηλεκτρικό φορτίο και σχεδόν ποτέ δεν αλληλεπιδρά με την κανονική ύλη.
Μερικά από τα μεγαλύτερα εμπόδια με τα οποίαοι επιστήμονες συγκρούονται, είναι οι ίδιοι οι νόμοι της κβαντικής μηχανικής, δηλαδή η αρχή της αβεβαιότητας Heisenberg. Περιορίζει την ακρίβεια των επιστημόνων στις παρατηρήσεις των σωματιδίων τους. Σε αυτήν την περίπτωση, η ομάδα δεν μπορεί να μετρήσει με ακρίβεια δύο διαφορετικές ιδιότητες του φωτός που παράγονται από τους άξονες ταυτόχρονα.
Ωστόσο, η ομάδα HAYSTAC κατάφερε να τα παρακάμψειαμετάβλητοι νόμοι. Όλα εξαρτώνται από τη χρήση ενός οργάνου που ονομάζεται παραμετρικός ενισχυτής του Josephson. Οι επιστήμονες της JILA έχουν αναπτύξει έναν τρόπο να χρησιμοποιούν αυτές τις μικρές συσκευές για να "πιέσουν" το φως που έλαβαν από το πείραμα HAYSTAC. Οι φυσικοί δεν χρειάζεται να προσδιορίσουν με ακρίβεια και τις δύο ιδιότητες των εισερχόμενων φωτεινών κυμάτων - μόνο μία από αυτές. Η συμπίεση το εκμεταλλεύεται μετατοπίζοντας τις αβεβαιότητες της μέτρησης από μία από αυτές τις μεταβλητές στην άλλη.
Για να δοκιμάσουν αυτή τη μέθοδο, οι ερευνητές διεξήγαγανμια δοκιμαστική πορεία στο Πανεπιστήμιο του Γέιλ για να βρει ένα σωματίδιο σε ένα συγκεκριμένο εύρος μάζας. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, δεν το βρήκαν, αλλά το πείραμα χρειάστηκε μισός χρόνος από το συνηθισμένο.
Διαβάστε περισσότερα
Ίχνη καυσίμων πυραύλων βρέθηκαν στο φεγγάρι του Κρόνου Rhea. Από πού προέρχεται;
Το μεγαλύτερο παγόβουνο στον κόσμο κατέρρευσε, θραύσματα έσπευσαν βόρεια. Είναι επικίνδυνο?
Άμβλωση και επιστήμη: τι θα συμβεί στα παιδιά που θα γεννήσουν
Ερευνητικό Ινστιτούτο στο Boulder, Κολοράντο