Група вчених використала інноваційну техніку під назвою «квантове стиснення», щоб значно
Однак знайти цю багатообіцяючу частку - всеодно що шукати одну квантову голку в великому стозі сіна. І все ж в цьому процесі можливий швидкий прогрес. Дослідники в рамках проекту під назвою Haloscope at Yale Sensitive To Axion Cold Dark Matter (HAYSTAC) повідомляють, що вони підвищили ефективність своєї полювання, подолавши фундаментальне перешкоду, накладене законами термодинаміки. До групи вчених входять вчені з університету Колорадо в Боулдері і Національного інституту стандартів і технологій (NIST).
HAYSTAC - датчик, призначений для пошуківаксионів темної матерії. Він розроблений і вченими з Єльського університету і призначений для звуження області пошуків частинок невловимою темної матерії, на частку якої може припадати більше 80% від загальної кількості матерії у Всесвіті. І найцікавішим в даному випадку є те, що детектор HAYSTAC розрахований на пошуки темної матерії в вигляді аксионів, субатомних частинок, які існують зараз лише в теорії і пошуки яких тривають в рамках декількох експериментів, включаючи Axion Dark Matter Experimentis.
Новий підхід дозволяє дослідникам кращевідокремити неймовірно слабкі сигнали можливих аксионів від випадкового шуму, який існує в природі в надзвичайно малих масштабах, іноді званого квантовими флуктуаціями. За словами співавтора дослідження Конрада Ленерта, наукового співробітника NIST в JILA, шанси команди знайти аксіон протягом наступних кількох років все ще приблизно рівні виграшу в лотереї. Але ці шанси будуть тільки поліпшуватися.
Деніел палицю, співавтор нової статті, пояснив,що те, що робить аксіон таким важким для пошуку, робить його ідеальним кандидатом на роль темної матерії - він легкий, не несе електричного заряду і майже ніколи не взаємодіє з нормальною матерією.
Одними з найбільших перешкод, з якимистикаються вчені, є самі закони квантової механіки, а саме принцип невизначеності Гейзенберга. Він обмежує точність вчених в своїх спостереженнях за частинками. В цьому випадку команда не може точно виміряти два різних властивості світла, виробленого аксионів одночасно.
Однак команді HAYSTAC вдалося обійти цінепорушні закони. Все зводиться до використання інструменту, званого параметричних підсилювачем Джозефсона. Вчені з JILA розробили спосіб використання цих невеликих пристроїв, щоб «стиснути» світло, який вони отримували від експерименту HAYSTAC. Фізикам не потрібно точно визначати обидва властивості входять світлових хвиль - тільки одне з них. Стиснення використовує цю перевагу за рахунок зміщення невизначеностей в вимірах від однієї з цих змінних до іншої.
Щоб перевірити цей метод, дослідники провелипробний запуск в Єльському університеті, щоб знайти частку в певному діапазоні мас. За словами вчених, вони не знайшли його, але експеримент зайняв в два рази менше часу, ніж зазвичай.
Читати далі
На супутнику Сатурна Реї виявили сліди ракетного палива. Звідки воно там?
Найбільший в світі айсберг зруйнувався, оскільки кинулися на північ. Це небезпечно?
Аборти і наука: що буде з дітьми, яких народять
Дослідницький інститут в Боулдері, Колорадо