Tiedemiesryhmä käytti merkittävästi innovatiivista tekniikkaa nimeltä "kvanttipakkaus".
Tämän lupaavan hiukkasen löytäminen on kuitenkin kaikkion kuin etsiä yhtä kvanttineulaa isosta heinäsuovasta. Ja silti tässä prosessissa nopea edistyminen on mahdollista. Haloscope at Yale Sensitive To Axion Cold Dark Matter (HAYSTAC) -hankkeen tutkijat kertovat parantaneensa metsästystehokkuuttaan voittamalla termodynamiikan lakien asettaman perustavanlaatuisen esteen. Tutkijaryhmään kuuluu tutkijoita Coloradon yliopistosta Boulderista ja National Institute of Standards and Technology (NIST).
HAYSTAC - anturi, joka on suunniteltu hauilleaksioninen pimeä aine. Sen ovat kehittäneet Yalen yliopiston tutkijat, ja sen tarkoituksena on kaventaa vaikeasti havaittavan pimeän aineen hiukkasten etsintää, mikä voi olla yli 80% maailmankaikkeuden aineen kokonaismäärästä. Ja mielenkiintoisin asia tässä tapauksessa on, että HAYSTAC-ilmaisin on suunniteltu etsimään pimeää ainetta aksionien muodossa, subatomisina hiukkasina, joita on tällä hetkellä vain teoriassa ja joita etsitään useissa kokeissa, mukaan lukien Axion Dark Matter Experimentis .
Uuden lähestymistavan avulla tutkijat voivat paremminerottaa mahdollisten akssioiden uskomattoman heikot signaalit luonnossa esiintyvästä satunnaisesta melusta erittäin pienillä mittakaavoilla, joita joskus kutsutaan kvanttivaihteluiksi. Tutkimuksen toisen kirjoittajan, JILAn NIST-tutkijan Konrad Lehnertin mukaan joukkueen mahdollisuudet löytää akseli lähivuosina ovat edelleen suunnilleen yhtä suuret kuin arpajaisten voittaminen. Mutta nuo mahdollisuudet paranevat vain.
Uuden artikkelin kirjoittaja Daniel Palken selitti,se, mikä tekee aksion niin vaikeaksi löytää, tekee siitä ihanteellisen ehdokkaan pimeälle aineelle - se on kevyt, siinä ei ole sähkövaraa eikä melkein koskaan ole vuorovaikutuksessa normaalin aineen kanssa.
Jotkut suurimmista esteistä, joiden kanssatutkijat törmäävät, ovat itse kvanttimekaniikan lakeja, nimittäin Heisenbergin epävarmuusperiaate. Hän rajoittaa tutkijoiden tarkkuutta hiukkashavainnoissa. Tässä tapauksessa työryhmä ei voi mitata tarkasti aksion tuottaman valon kahta eri ominaisuutta samanaikaisesti.
HAYSTAC-tiimi onnistui kuitenkin ohittamaan nämämuuttumattomia lakeja. Kaikki johtuu Josephsonin parametrivahvistimeksi kutsutun instrumentin käytöstä. JILAn tutkijat ovat kehittäneet tavan käyttää näitä pieniä laitteita HAYSTAC-kokeesta saamansa valon "puristamiseksi". Fyysikkojen ei tarvitse määrittää tarkasti saapuvien valoaaltojen molempia ominaisuuksia - vain yksi niistä. Pakkaus hyödyntää tätä siirtämällä mittausepävarmuudet yhdestä näistä muuttujista toiseen.
Tämän menetelmän testaamiseksi tutkijat tekivätkoeajo Yalen yliopistossa hiukkasen löytämiseksi tietylle massa-alueelle. Tutkijoiden mukaan he eivät löytäneet sitä, mutta koe kesti puolet ajasta kuin tavallisesti.
Lue lisää
Rakettipolttoaineen jälkiä löydettiin Saturnuksen kuusta Rhea. Mistä se tulee?
Maailman suurin jäävuori romahti, palaset ryntäsivät pohjoiseen. Onko se vaarallista?
Abortti ja tiede: mitä tapahtuu synnyttäville lapsille
Tutkimuslaitos Boulderissa, Coloradossa