Generelt. Forskning. Teknologi

Fysikere har opfundet en måde at opdage mørkt stof på

Vores univers er formet af noget, som du og jeg ikke erkan vi direkte observere. Dette mystiske stof, kaldet mørkt stof, fylder 85% af universet og er ansvarlig for dets struktur og arrangementet af galakser og stjerner. Da mørkt stof ikke interagerer med lys, men har vægt, kan det kun måles indirekte - mørkt stof bøjer lyset fra stjerner på grund af tyngdekraften, ligesom glas bryder lys. Er det underligt, at dette mystiske stof har forundret forskere i årtier. Men videnskaben står ikke stille, og den nyeste forskning inden for kvanteteknologier kan vise sig at være et vitalt led i at afsløre mysteriet med mørkt stof. For nylig har et samarbejde mellem amerikanske forskere udviklet nye enheder ved hjælp af kvanteberegningsbit, der kan detektere svage signaler fra nogen af ​​de subatomære partikler. Den nye metode, mener fysikere, vil søge efter beviser for eksistensen af ​​mørkt stof 1000 gange hurtigere end nogensinde.

Fysikere har udviklet en teknik til endelig påvisning af mørkt stof

Fantastiske opdagelser

Mens roverne flyver over den røde planet, verdenenfysikere skubber bogstaveligt talt videnskabelige opdagelser. For nylig rapporterede forskere ved Fermilab en opdagelse, der modsiger standardmodellen, en teoretisk konstruktion, der beskriver de elektromagnetiske, svage og stærke interaktioner mellem alle elementære partikler. Ifølge de opnåede resultater afbøjes muoner - de blev fundet i kosmiske stråler - når de passerer gennem et magnetfelt, hvilket modsiger teorien og kan være et tegn på eksistensen af ​​en naturkraft, der er ukendt for videnskaben.

Samtidig er forskere fraBudapest-Marseille-Wuppertal-samarbejdet har anvendt en ny metode til beregning af interaktionen mellem muoner og magnetfelter. Mærkeligt nok bekræftede deres resultater standardmodellens ukrænkelighed, og hvis de viser sig at være korrekte, er der ingen uoverensstemmelse mellem teori og eksperiment, hvilket betyder, at der ikke er nogen ny naturkraft.

Det er vigtigt at bemærke, at undersøgelserne beskrevet ovenfor -langt fra de eneste i dette område. Så tidligere resultater opnået ved Large Hadron Collider (LHC) på CERN indikerer også den mulige eksistens af ny fysik, og danske forskere satte for nylig spørgsmålstegn ved eksistensen af ​​mørk energi - en kraft, der menes at være ansvarlig for universets udvidelse.

Eksperimenter på CERN på Large Hadron Collider indikerer også (hvis det er korrekt), at der er en "ny fysik".

I dag kan fysikere selv ikke sige noget.visse (især om sammenbruddet af standardmodellen), da alle opnåede resultater skal kontrolleres dobbelt. Denne proces kan ifølge forskere tage et år eller et og et halvt år. Som fysikeren Andrei Golutvin, der arbejder hos Large Hadron Collider, sagde i et interview med Tass.Nauka, "i løbet af denne tid vil eksistensen af ​​den" nye fysik "enten blive bekræftet eller nægtet".

I mellemtiden arbejder forskere på at verificereresultater, synes fysikere fra University of Chicago at have famlet efter en anelse om mysteriet med mørkt stof, som - og dette er det mest interessante - er forbundet med de resultater, der blev opnået på Fermilab.

Vil du altid være opmærksom på de seneste nyheder fra videnskab og højteknologi? Abonner på vores nyhedskanal i Telegram for ikke at gå glip af noget interessant!

Hvordan detekteres mørkt stof?

Direkte detektion af mørke stofpartiklerundgik forskere i årtier, men ikke på grund af manglende indsats. Eksperimenter på Jorden havde til formål at søge efter mærkeligt stof ved hjælp af LHC, men rummet ser ud til at udføre sine egne eksperimenter - astronomer (forudsat at de ved, hvor de skal kigge) kan allerede registrere signaturen for mørkt stof i dag. Dette kan gøres ved hjælp af usædvanlige røntgenstråler fra galakser (når mørke stofpartikler henfalder), mærkelige lysglimt eller røntgenstråler i nærheden af ​​neutronstjerner (når mørke stofpartikler bliver til fotoner i deres kraftige magnetfelter). Men der er også en anden måde.

Det blev for nylig demonstreret af holdetforskere fra University of Chicago og US Department of Energy's Fermi National Accelerator Laboratory, der har udviklet nye enheder, der er i stand til at detektere svage signaler fra nogen af ​​de subatomære partikler - "aksion" og "skjult foton" - de blev anset for at interagere med fotoner eller lyspartikler i det synlige hverdagsunivers ...

Den nye metode giver forskere mulighed for at søge efter beviser for eksistensen af ​​mørkt stof 1.000 gange hurtigere end nogensinde.

Du vil undre dig over: Kan tyngdekraftsbølger løse kosmologiens krise?

Den teoretiske eksistens af aksioner varforeslået for mere end 30 år siden, men det var ikke muligt at opdage dem eksperimentelt. Ifølge forskere er den nye teknologi i stand til radikalt at fremme videnskabelig forskning i studiet af mørkt stof. Læs teksten i undersøgelsen offentliggjort i tidsskriftet Physical Review Letters her.

”Vi ved, at der er en enormmængden af ​​masse, der ikke er lavet af det samme materiale som dig og mig, ”sagde Aaron Chow, en fysiker ved Fermilab og medforfatter til den nye undersøgelse, i et interview med New Atlas. "Mørk materiers natur er virkelig et uoverstigeligt mysterium, som mange af os prøver at opklare."

Qubits og mørkt stof

Det skal bemærkes, at i det sidste årtiforskere har forbedret deres evne til at udnytte egenskaberne ved kvantemekanik, der styrer den mærkelige opførsel af partikler på universets mindste skalaer. Fremskridt inden for dette område har ført til teknologi som "qubit" eller bit af kvanteberegning. Qubits er usigeligt følsomme over for den mindste forstyrrelse i miljøet. Og dette (som du måske har gættet) er præcis, hvad fysikere har brug for for at opdage mørkt stof.

Qubit (lille rektangel) er indstilletpå en safirbase, der sidder på fingerspidsen. Forskere har brugt en qubit som denne til at udvikle en teknik, der fremskynder søgningen efter aksionisk mørkt stof og skjulte fotoner.

Se også: Hvis tyngdekraften ikke er en kraft, hvordan "tiltrækker" den objekter?

Ny teknik bruger qubits til at opdagefotoner dannet, når partikler af mørkt stof virker på et elektromagnetisk felt. En speciel enhed, den såkaldte superledende resonator, tilbyder en måde at oprette og lagre en signalfoton på: Så snart fotonet er der, indsættes en qubit i hulrummet og indsamler data om det. Denne metode hjælper sandsynligvis med at opdage mørkt stof, siden enhver usynlig partikelder konverteres til fotoner kan ses. Så du og jeg bliver nødt til at vente igen, men kun denne gang i forventning.