Тёмную материю будут искать с помощью датчика на квантовом бите
|
Предполагается, что подавляющее большинство материи в окружающей нас Вселенной — это тёмная материя. Считается, что на видимую и осязаемую материю приходится всего около 15 %, а остальные 85 % [тёмной] материи ещё ни разу не удалось определить. Учёные из США предложили схему эксперимента, которая может помочь экспериментально обнаружить существование тёмной материи, для чего они предложили использовать сверхпроводящий кубит. |
Физики из лаборатории Ферми и Чикагского университета разработали новый эксперимент, в ходе которого можно будет поискать две гипотетические частицы, предложенные в качестве кандидатов в тёмную материю — это тёмные фотоны и аксионы. Первые могут смешиваться с обычными фотонами, но при этом должны обладать массой, а вторые способны в определённых условиях распадаться на два фотона. Каждый из этих кандидатов потенциально могут проявить себя там, где обычных фотонов быть не должно. Тёмный фотон может спонтанно превратиться в обычный, а аксионы, как сказано выше, при взаимодействии с магнитным полем могут испускать два обычных фотона. |
Исследователи разработали устройство, которое блокирует обычные фотоны и усиливает любые фотоны, которые могут возникнуть при взаимодействии с темной материей (тёмными фотонами или аксионами). В схему детектирования входит сверхпроводящий микроволновый резонатор из алюминия чистотой 99,9999 %. Внутри резонатора находится антенна в виде сверхпроводящего кубита. Именно она обнаруживает фотоны в резонаторе, если они там вдруг появятся из «ниоткуда». |
Резонатор и кубит охлаждены до температуры очень и очень близкой к абсолютному нулю — до –273,1 °C (абсолютный нуль находится на уровне –273,15 °C). Система способна фиксировать фотон до 50 раз в течение 500-мкс времени жизни этой частицы, что необходимо для надёжного подтверждения его появления в изолированном резонаторе. В идеале, говорят исследователи, температуру резонатора и кубита надо было опустить до –273,14 °C, тогда фоновый шум и его влияние на кубит были бы полностью ликвидированы, но технологически сегодня этого сделать не представляется возможным. Отметим, эксперимент по охоте за тёмной материей пока не поставлен. Это пока лишь концепция, о которой исследователи рассказали в издании Physical Review Letters. |
Источник |
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
|