מצאתי דרך לחפש צירים שמתגברים על תנודות קוונטיות

צוות של מדענים השתמש בטכניקה חדשנית הנקראת "דחיסה קוונטית" באופן משמעותי

להאיץ את החיפוש אחר מועמד אחד לחומר אפל במעבדה. תוצאות שפורסמו בכתב העתטֶבַע, לגעת קליל להפליא ועדייןחלקיק שלא התגלה - ציר. על פי התיאוריה, ככל הנראה ציריות קטנות יותר ממיליארדים או טריליוני פעמים מאלקטרונים וייתכן שנוצרו במספרים עצומים במהלך המפץ הגדול. די במאפיינים אלה בכדי להסביר את קיומו של חומר אפל.

עם זאת, מציאת החלקיק המבטיח הזה הוא הכלזה כמו לחפש מחט קוונטית אחת בערמת שחת גדולה. ועדיין, בתהליך זה, אפשרית התקדמות מהירה. חוקרים בפרויקט בשם Haloscope at Yale Sensitive to Axion Matter Dark Matter (HAYSTAC) מדווחים כי שיפרו את יעילות הציד שלהם על ידי התגברות על מכשול מהותי המוטל על ידי חוקי התרמודינמיקה. צוות המדענים כולל מדענים מאוניברסיטת קולורדו בבולדר והמכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה (NIST).

HAYSTAC - חיישן המיועד לחיפושיםחומר אפל אקסיוני. הוא פותח על ידי מדענים מאוניברסיטת ייל ונועד לצמצם את החיפוש אחר חלקיקים של חומר אפל חמקמק, שעשויים להוות יותר מ- 80% מכמות החומר הכוללת ביקום. והדבר המעניין ביותר במקרה זה הוא שגלאי HAYSTAC נועד לחפש חומר אפל בצורה של צירים, חלקיקים תת-אטומיים הקיימים כיום רק בתיאוריה ואשר מחפשים בכמה ניסויים, כולל Axion Dark Matter Experimentis. .

הגישה החדשה מאפשרת לחוקרים להשתפרלהפריד בין האותות החלשים להפליא של ציריות אפשריות לרעש האקראי הקיים בטבע בקנה מידה קטן במיוחד, המכונה לפעמים תנודות קוונטיות. על פי מחבר המחקר, קונרד להנרט, חוקר NIST ב- JILA, סיכויי הצוות למצוא את האקסציה בשנים הקרובות עדיין שווים בערך לזכייה בלוטו. אבל הסיכויים האלה רק ישתפרו.

דניאל פאלקן, מחבר משותף של המאמר החדש, הסביר,שמה שקשה למצוא את הציריה הופך אותו למועמד אידיאלי לחומר אפל - הוא קל, אינו מטען חשמלי וכמעט אף פעם אינו מתקשר עם חומר רגיל.

כמה מהמכשולים הגדולים ביותר איתםמדענים מתנגשים, הם עצם החוקים של מכניקת הקוונטים, כלומר עקרון אי הוודאות של הייזנברג. הוא מגביל את הדיוק של מדענים בתצפיות החלקיקים שלהם. במקרה זה, הצוות לא יכול למדוד במדויק שתי תכונות שונות של האור המופק על ידי האקציות בו זמנית.

עם זאת, צוות HAYSTAC הצליח לעקוף את אלהחוקים בלתי ניתנים לשינוי. הכל מסתכם בשימוש במכשיר שנקרא המגבר הפרמטרי של ג'וזפסון. מדענים ב- JILA פיתחו דרך להשתמש במכשירים הקטנים הללו כדי "לסחוט" את האור שקיבלו מניסוי HAYSTAC. פיזיקאים אינם צריכים לקבוע במדויק את שני המאפיינים של גלי האור הנכנסים - רק אחד מהם. דחיסה מנצלת זאת על ידי העברת אי וודאות מדידה מאחד המשתנים הללו למשנהו.

כדי לבדוק שיטה זו, ערכו החוקריםניסוי בניסיון באוניברסיטת ייל כדי למצוא חלקיק בטווח מסה ספציפי. לדברי מדענים, הם לא מצאו את זה, אך הניסוי לקח חצי זמן מהרגיל.

קרא עוד

עקבות של דלק רקטות נמצאו בירח של שבתאי ריאה. מהיכן זה מגיע?

הקרחון הגדול בעולם קרס, שברים מיהרו צפונה. זה מסוכן?

הפלה ומדע: מה יקרה לילדים שילדו

מכון מחקר בבולדר, קולורדו