Uma equipe de cientistas usou uma técnica inovadora chamada "compressão quântica" para reduzir significativamente
No entanto, encontrar essa partícula promissora é tudoé como procurar uma agulha quântica em um grande palheiro. E ainda, neste processo, um progresso rápido é possível. Pesquisadores em um projeto chamado Haloscope em Yale Sensitive To Axion Cold Dark Matter (HAYSTAC) relatam que melhoraram sua eficiência de caça ao superar um obstáculo fundamental imposto pelas leis da termodinâmica. A equipe de cientistas inclui cientistas da Universidade do Colorado em Boulder e do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST).
HAYSTAC - um sensor projetado para pesquisasmatéria escura axiônica. Ele foi desenvolvido por cientistas da Universidade de Yale e é projetado para restringir a busca por partículas de matéria escura indescritível, que podem representar mais de 80% da quantidade total de matéria no universo. E o mais interessante nesse caso é que o detector HAYSTAC foi projetado para pesquisar matéria escura na forma de axions, partículas subatômicas que agora existem apenas na teoria e que estão sendo pesquisadas em vários experimentos, incluindo o Axion Dark Matter Experimentis .
A nova abordagem permite que os pesquisadores melhorempara separar os sinais incrivelmente fracos de possíveis axions do ruído aleatório que existe na natureza em escalas extremamente pequenas, às vezes chamadas de flutuações quânticas. De acordo com o coautor do estudo Konrad Lehnert, pesquisador do NIST na JILA, as chances da equipe de encontrar o áxion nos próximos anos ainda são quase iguais às de ganhar na loteria. Mas essas chances só vão aumentar.
Daniel Palken, co-autor do novo artigo, explicou,que o que torna o áxion tão difícil de encontrar o torna o candidato perfeito para matéria escura - é leve, não carrega carga elétrica e quase nunca interage com matéria normal.
Alguns dos maiores obstáculos com os quaiscientistas colidem, são as próprias leis da mecânica quântica, ou seja, o princípio da incerteza de Heisenberg. Limita a precisão dos cientistas em suas observações de partículas. Neste caso, a equipe não pode medir com precisão duas propriedades diferentes da luz produzida pelos áxions simultaneamente.
No entanto, a equipe HAYSTAC conseguiu contornar essesleis imutáveis. Tudo se resume ao uso de um instrumento chamado amplificador paramétrico de Josephson. Cientistas da JILA desenvolveram uma maneira de usar esses pequenos dispositivos para "espremer" a luz que receberam do experimento HAYSTAC. Os físicos não precisam determinar com precisão as duas propriedades das ondas de luz que chegam - apenas uma delas. A compactação tira vantagem disso, mudando as incertezas de medição de uma dessas variáveis para a outra.
Para testar este método, os pesquisadores conduziramum ensaio na Universidade de Yale para encontrar uma partícula em uma faixa de massa específica. De acordo com os cientistas, eles não o encontraram, mas o experimento levou metade do tempo que o normal.
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Instituto de Pesquisa em Boulder, Colorado