Journal of Low Temperature Physics: сделаны квантовые сенсоры черной материи
Ученые Ланкастерского универа, Оксфордского универа и Ройял-Холлоуэйского универа в Лондоне разработали сверхчувствительные сенсоры черной материи на базе квантовых технологий. Итоги исследования выложены в Journal of Low Temperature Physics.
Черная материя составляет приблизительно 80 процентов материи во Вселенной, и ее наличие подтверждается гравитационными эффектами. К примеру, понятно, что скорости звезд с удалением от центра галактики понижаются медлительнее, чем предвещает ньютоновская гравитация на базе видимой массы, что показывает на существование сокрытой массы. Но все проведенные до сего времени опыты и наблюдения не смогли обнаружить гипотетичные частички черной материи.
Квантовые сенсоры, работающие при сверхнизких температурах, сделаны для того, чтоб вести наблюдение частички черной материи конкретно в лаборатории. Гипотеза предлагает 2-ух возможных кандидатов на черную материю: слабовзаимодействующие частички и легкие волнообразные частички, именуемые аксионами.
Частички со сверхслабыми взаимодействиями могут быть обнаружены средством их столкновений с обыкновенной материей. Но то, могут ли эти столкновения быть идентифицированы в опыте, находится в зависимости от массы разыскиваемой черной материи. Большая часть поисков до сего времени могли бы найти частички черной материи, весящие от 5 до 1000 раз больше, чем атом водорода, но может-быть, что еще больше легкие кандидаты на черную материю были бы пропущены.
Для обнаружения новых частиц команда употребляет сенсор из сверхтекучего гелия-3, охлажденный до макроскопического квантового состояния и снаряженный сверхпроводящими квантовыми усилителями. Это позволяет добиться высочайшей чувствительности к столкновениям с черной материей массой от 0,01 до нескольких атомов водорода. Если же черная материя состоит из аксионов, команда употребляет квантовые усилители для поиска электронного сигнала от распада аксионов в магнитном поле.