Une équipe de scientifiques a utilisé une technique innovante appelée « compression quantique » pour
Cependant, trouver cette particule prometteuse est toutc'est comme chercher une aiguille quantique dans une grosse botte de foin. Et pourtant, dans ce processus, des progrès rapides sont possibles. Les chercheurs d'un projet appelé Haloscope à Yale Sensitive To Axion Cold Dark Matter (HAYSTAC) rapportent qu'ils ont amélioré leur efficacité de chasse en surmontant un obstacle fondamental imposé par les lois de la thermodynamique. L'équipe de scientifiques comprend des scientifiques de l'Université du Colorado à Boulder et du National Institute of Standards and Technology (NIST).
HAYSTAC - un capteur conçu pour les recherchesmatière noire axionique. Il a été développé par des scientifiques de l'Université de Yale et vise à restreindre la recherche de particules de matière noire insaisissable, qui peuvent représenter plus de 80% de la quantité totale de matière dans l'univers. Et le plus intéressant dans ce cas est que le détecteur HAYSTAC est conçu pour rechercher de la matière noire sous forme d'axions, des particules subatomiques qui n'existent actuellement qu'en théorie et qui sont recherchées dans plusieurs expériences, dont l'Axion Dark Matter Experimentis .
La nouvelle approche permet aux chercheurs de mieuxpour séparer les signaux incroyablement faibles d'axions possibles du bruit aléatoire qui existe dans la nature à des échelles extrêmement petites, parfois appelées fluctuations quantiques. Selon le co-auteur de l'étude Konrad Lehnert, chercheur du NIST à JILA, les chances de l'équipe de trouver l'axion au cours des prochaines années sont toujours à peu près égales à celles de gagner à la loterie. Mais ces chances ne feront que s'améliorer.
Daniel Palken, co-auteur du nouvel article, a expliqué,que ce qui rend l'axion si difficile à trouver en fait un candidat idéal pour la matière noire - il est léger, ne porte aucune charge électrique et n'interagit presque jamais avec la matière normale.
Certains des plus grands obstacles avec lesquelsles scientifiques se heurtent, ce sont les lois mêmes de la mécanique quantique, à savoir le principe d'incertitude de Heisenberg. Il limite la précision des scientifiques dans leurs observations de particules. Dans ce cas, l'équipe ne peut pas mesurer avec précision deux propriétés différentes de la lumière produite par les axions simultanément.
Cependant, l'équipe HAYSTAC a réussi à contourner ceslois immuables. Tout se résume à l'utilisation d'un instrument appelé amplificateur paramétrique de Josephson. Les scientifiques de JILA ont développé un moyen d'utiliser ces petits appareils pour «presser» la lumière qu'ils ont reçue de l'expérience HAYSTAC. Les physiciens n'ont pas besoin de déterminer avec précision les deux propriétés des ondes lumineuses entrantes - une seule d'entre elles. La compression en profite en déplaçant les incertitudes de mesure de l'une de ces variables à l'autre.
Pour tester cette méthode, les chercheurs ont menéun essai à l'Université de Yale pour trouver une particule dans une gamme de masse spécifique. Selon les scientifiques, ils ne l'ont pas trouvé, mais l'expérience a pris deux fois moins de temps que d'habitude.
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Institut de recherche à Boulder, Colorado