общ, изследване, технология

Физиците са измислили начин за откриване на тъмната материя

Нашата Вселена е оформена от нещо, което аз и ти не смеможем директно да наблюдаваме. Това мистериозно вещество, наречено тъмна материя, изпълва 85% от Вселената и е отговорно за нейната структура и разположение на галактиките и звездите. Тъй като тъмната материя не взаимодейства със светлината, но има тегло, тя може да бъде измерена само косвено - тъмната материя огъва светлината на звездите поради гравитационния ефект, точно както стъклото пречупва светлината. Чудно ли е, че това мистериозно вещество озадачава учените от десетилетия. Но науката не стои на едно място и най-новите изследвания в областта на квантовите технологии може да се окажат жизненоважна връзка при разгадаването на мистерията на тъмната материя. Наскоро съвместна работа на американски изследователи разработи нови устройства, използващи квантови изчислителни битове, които могат да откриват слаби сигнали от която и да е от субатомните частици. Според физиците новият метод ще търси доказателства за съществуването на тъмна материя 1000 пъти по-бързо от всякога.

Физиците са разработили техника за окончателно откриване на тъмната материя

Удивителни открития

Докато роувърите летят през Червената планета, светътфизиците буквално разтърсват научните открития. Наскоро изследователи от Fermilab съобщиха за откритие, което противоречи на стандартния модел, теоретична конструкция, която описва електромагнитните, слаби и силни взаимодействия на всички елементарни частици. Според получените резултати, мюоните - те са открити в космически лъчи - се отклоняват при преминаване през магнитно поле, което противоречи на теорията и може да е знак за съществуването на природна сила, непозната на науката.

В същото време учени отСътрудничеството Будапеща-Марсилия-Вупертал приложи нов метод за изчисляване на взаимодействието на мюони с магнитни полета. Техните резултати, колкото и да е странно, потвърдиха неприкосновеността на Стандартния модел и ако се окажат верни, тогава няма разминаване между теорията и експеримента, което означава, че няма нова сила на природата.

Важно е да се отбележи, че описаните по-горе изследвания -далеч не единствените в този район. Например, по-ранни резултати, получени в Големия адронен колайдер (LHC) в ЦЕРН, също показват възможното съществуване на нова физика, а датски учени наскоро поставиха под съмнение съществуването на тъмна енергия, сила, за която се смята, че е отговорна за разширяването на Вселената.

Експериментите в CERN на Големия адронен колайдер също показват (ако е вярно), че съществува „нова физика“.

Днес самите физици не могат да кажат нищо.определени (особено по отношение на срива на стандартния модел), тъй като всички получени резултати ще трябва да бъдат двойно проверени. Според учените този процес може да отнеме година или година и половина. Както каза физикът Андрей Голутвин, който работи в Големия адронен колайдер, в интервю за Tass.Nauka, „през това време съществуването на„ новата физика “или ще бъде потвърдено, или отречено“.

Междувременно учените работят за проверкаРезултати, физиците от Чикагския университет изглежда са се досетили за загадка за мистерията на тъмната материя, която - и това е най-интересното - е свързана с резултатите, получени във Фермилаб.

Искате ли винаги да сте в течение на последните новини от света на науката и високите технологии? Абонирайте се за нашия новинарски канал в Telegram, за да не пропуснете нищо интересно!

Как да открием тъмната материя?

Директно откриване на частици тъмна материяизбягваше учените в продължение на десетилетия, но не поради липса на усилия. Експериментите на Земята бяха насочени към търсене на странно вещество с помощта на LHC, но изглежда, че Космосът прави свои експерименти - астрономите (при условие, че знаят къде да търсят) вече могат да открият подписа на тъмната материя днес. Това може да се направи с помощта на необичайни рентгенови лъчи от галактики (когато частиците на тъмната материя се разпадат), странни светкавици или рентгенови лъчи близо до неутронни звезди (когато частиците на тъмната материя се превръщат във фотони в мощните си магнитни полета). Но има и друг начин.

Наскоро беше демонстрирано от екипаизследователи от Университета в Чикаго и Националната лаборатория за ускорители на Министерството на енергетиката на САЩ, разработили нови устройства, способни да откриват слаби сигнали от която и да е от субатомните частици - "аксион" и "скрит фотон" - за тях се смяташе, че взаимодействат с фотони или светлинни частици във видимата ежедневна вселена ...

Новият метод ще позволи на учените да търсят доказателства за съществуването на тъмна материя 1000 пъти по-бързо от всякога.

Ще се чудите: Могат ли гравитационните вълни да разрешат кризата на космологията?

Теоретичното съществуване на аксионите бешепредложен преди повече от 30 години, но не беше възможно да се открият експериментално. Според учените новата технология е способна да ускори радикално научните изследвания в изследването на тъмната материя. Прочетете текста на изследването, публикуван в списанието Physical Review Letters тук.

„Знаем, че има огромноколичеството маса, което не е направено от същия материал като вас и мен ”, каза Аарон Чоу, физик във Fermilab и съавтор на новото изследване, в интервю за New Atlas. "Природата на тъмната материя е наистина непреодолима загадка, която много от нас се опитват да разгадаят."

Кубити и тъмна материя

Трябва да се отбележи, че през последното десетилетиеучените са подобрили способността си да използват свойствата на квантовата механика, които управляват странното поведение на частиците на най-малките везни на Вселената. Напредъкът в тази област доведе до създаването на технологии като "qubit" или малко квантово изчисление. Кубитите са неизразимо чувствителни към най-малките смущения в околната среда. И това (както може би се досещате) е точно това, което физиците трябва да открият тъмната материя.

Кубитът (малък правоъгълник) е зададенвърху сапфирена основа, която седи на върха на пръста ви. Учените са използвали кубит като този, за да разработят техника, която ще ускори търсенето на аксионна тъмна материя и скрити фотони.

Вижте също: Ако гравитацията не е сила, как тя „привлича“ обекти?

Нова техника използва qubits за откриванефотони, генерирани, когато частиците на тъмната материя действат върху електромагнитно поле. Специално устройство, така нареченият свръхпроводящ резонатор, предлага начин за създаване и съхраняване на сигнален фотон: веднага щом фотонът е там, в кухината се вкарва кубит и събира данни за него. Този метод най-вероятно ще помогне за откриването на тъмна материя, тъй като всяка невидима частицаче се превръща във фотони може да се види. Така че ние с вас ще трябва да чакаме отново, но само този път в очакване.