Темная материя — одна из самых загадочных явлений во Вселенной. Физики американского Национального института стандартов и технологий (NIST) сделали квантовый кристалл датчиком для отслеживания темной материи. Крошечный кристалл размером всего 200 микрометров в 10 раз чувствительнее атомных датчиков, отмечают ученые.
Датчик состоит из 150 ионов бериллия — электрически заряженных атомов. Они находятся в магнитном поле. С помощью специальной технологии эти сенсоры «слышат» сигналы, которые издает темная материя, и в случае ее присутствия кристалл начинает колебаться, что фиксируется приборами.
Ионные кристаллы могут обнаруживать определенные типы темной материи, например аксионы и скрытые фотоны, которые взаимодействуют с обычной материей через слабое электрическое поле. А вот темная материя формирует фоновый сигнал с частотой колебаний, которая зависит от массы частицы темной материи. Эксперименты по поиску этого типа материи продолжаются уже более десяти лет со сверхпроводящими цепями. Но мы использовали движение захваченных ионов, которое обеспечивает чувствительность в другом диапазоне частот, — говорит Джон Боллинджер, старший автор NIST.
Колебания кристалла можно измерить — это плоскость, которая движется вверх и вниз, как головка барабана, — отслеживая изменения в коллективном вращении.
Авторы отмечают, что производительность кристалла зависит от двух физических процессов, несколько необычных: квантовой запутанности и «обращения времени».
Пока не совсем понятно, какие возможности может открыть для ученых этот прибор.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Фото на заставке: vice.com
06.08.2021
Елена Краснова
Нет комментариев