Un equipo de científicos utilizó una técnica innovadora llamada "compresión cuántica" para reducir significativamente
Sin embargo, encontrar esta partícula prometedora es todoes como buscar una aguja cuántica en un gran pajar. Y, sin embargo, en este proceso es posible un progreso rápido. Los investigadores de un proyecto llamado Haloscopio en Yale Sensitive To Axion Cold Dark Matter (HAYSTAC) informan que han mejorado su eficiencia de caza al superar un obstáculo fundamental impuesto por las leyes de la termodinámica. El equipo de científicos incluye científicos de la Universidad de Colorado en Boulder y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST).
HAYSTAC: un sensor diseñado para búsquedasmateria oscura axiónica. Fue desarrollado por científicos de la Universidad de Yale y está destinado a reducir la búsqueda de partículas de materia oscura elusiva, que pueden representar más del 80% de la cantidad total de materia en el universo. Y lo más interesante en este caso es que el detector HAYSTAC está diseñado para buscar materia oscura en forma de axiones, partículas subatómicas que ahora solo existen en teoría y que están siendo buscadas en varios experimentos, incluido el Axion Dark Matter Experimentis. .
El nuevo enfoque permite a los investigadores mejorarpara separar las señales increíblemente débiles de posibles axiones del ruido aleatorio que existe en la naturaleza en escalas extremadamente pequeñas, a veces llamadas fluctuaciones cuánticas. Según el coautor del estudio Konrad Lehnert, investigador del NIST en JILA, las posibilidades del equipo de encontrar el axión en los próximos años siguen siendo aproximadamente iguales a las de ganar la lotería. Pero esas posibilidades solo mejorarán.
Daniel Palken, coautor del nuevo artículo, explicó:que lo que hace que el axión sea tan difícil de encontrar lo convierte en un candidato ideal para la materia oscura: es ligero, no lleva carga eléctrica y casi nunca interactúa con la materia normal.
Algunos de los mayores obstáculos con los quelos científicos chocan, son las leyes mismas de la mecánica cuántica, es decir, el principio de incertidumbre de Heisenberg. Limita la precisión de los científicos en sus observaciones de partículas. En este caso, el equipo no puede medir con precisión dos propiedades diferentes de la luz producida por los axiones al mismo tiempo.
Sin embargo, el equipo de HAYSTAC logró eludir estosleyes inmutables. Todo se reduce a utilizar un instrumento llamado amplificador paramétrico de Josephson. Los científicos de JILA han desarrollado una forma de utilizar estos pequeños dispositivos para "exprimir" la luz que recibieron del experimento HAYSTAC. Los físicos no necesitan determinar con precisión ambas propiedades de las ondas de luz entrantes, solo una de ellas. La compresión se aprovecha de esto cambiando las incertidumbres de medición de una de estas variables a la otra.
Para probar este método, los investigadores realizaronuna prueba en la Universidad de Yale para encontrar una partícula en un rango de masa específico. Según los científicos, no lo encontraron, pero el experimento tomó la mitad de tiempo de lo habitual.
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Instituto de Investigación en Boulder, Colorado