Un team di scienziati ha utilizzato una tecnica innovativa chiamata "compressione quantistica" per
Tuttavia, trovare questa particella promettente è tuttoè come cercare un ago quantistico in un grande pagliaio. Eppure, in questo processo, è possibile un rapido progresso. I ricercatori di un progetto chiamato Haloscope at Yale Sensitive To Axion Cold Dark Matter (HAYSTAC) riferiscono di aver migliorato la loro efficienza di caccia superando un ostacolo fondamentale imposto dalle leggi della termodinamica. Il team di scienziati comprende scienziati dell'Università del Colorado a Boulder e del National Institute of Standards and Technology (NIST).
HAYSTAC - un sensore progettato per le ricerchemateria oscura assionica. È stato sviluppato da scienziati dell'Università di Yale e ha lo scopo di restringere la ricerca di particelle di materia oscura sfuggente, che possono rappresentare oltre l'80% della quantità totale di materia nell'universo. E la cosa più interessante in questo caso è che il rilevatore HAYSTAC è progettato per cercare materia oscura sotto forma di assioni, particelle subatomiche che attualmente esistono solo in teoria e che vengono ricercate in diversi esperimenti, incluso l'Axion Dark Matter Experimentis .
Il nuovo approccio consente ai ricercatori di migliorareseparare i segnali incredibilmente deboli di possibili assioni dal rumore casuale che esiste in natura su scale estremamente piccole, a volte chiamate fluttuazioni quantistiche. Secondo il coautore dello studio Konrad Lehnert, ricercatore del NIST presso JILA, le possibilità del team di trovare l'assione nei prossimi anni sono ancora più o meno uguali a vincere la lotteria. Ma quelle possibilità miglioreranno solo.
Daniel Palken, coautore del nuovo articolo, ha spiegato:che ciò che rende l'assione così difficile da trovare lo rende un candidato ideale per la materia oscura: è leggero, non trasporta alcuna carica elettrica e non interagisce quasi mai con la materia normale.
Alcuni dei maggiori ostacoli con cuigli scienziati si scontrano, sono le stesse leggi della meccanica quantistica, vale a dire il principio di indeterminazione di Heisenberg. Limita l'accuratezza degli scienziati nelle loro osservazioni sulle particelle. In questo caso, il team non può misurare con precisione due diverse proprietà della luce prodotta dagli assioni contemporaneamente.
Tuttavia, il team HAYSTAC è riuscito a aggirarlileggi immutabili. Tutto si riduce all'uso di uno strumento chiamato amplificatore parametrico di Josephson. Gli scienziati della JILA hanno sviluppato un modo per utilizzare questi piccoli dispositivi per "spremere" la luce che hanno ricevuto dall'esperimento HAYSTAC. I fisici non hanno bisogno di determinare con precisione entrambe le proprietà delle onde luminose in arrivo, solo una di esse. La compressione sfrutta questo vantaggio spostando le incertezze di misurazione da una di queste variabili all'altra.
Per testare questo metodo, i ricercatori hanno condottouna prova presso l'Università di Yale per trovare una particella in uno specifico intervallo di massa. Secondo gli scienziati, non l'hanno trovato, ma l'esperimento ha richiesto la metà del tempo del solito.
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Istituto di ricerca a Boulder, Colorado