kutatás

A szupravezető nanovezetékek a sötét anyag keresésére szolgálnak

A korunk egyik legnagyobb tudományos kutatása- Ez a sötét anyag vadászata. A fizikusok úgy vélik, hogy ez az anyag kitölti az univerzumot, és azt hiszi, hogy láthatják ezt a bizonyítékot a galaxisok forgatásában. Az a tény, hogy a galaxisok olyan gyorsan forognak, hogy szét kell szakadniuk, de látszólag (vagy láthatatlanság) van olyan rejtett tömeg, amely elegendő gravitációs erővel rendelkezik, hogy együtt tartsák őket.

Ez arra kényszerítette a fizikusokat, hogy sötét anyagot keressenekFöldön. Több tucat megfigyelőközpontot építettek, amelyek többsége a felszín alatt mély alatti barlangokban található, ahol a háttérzaj alacsony. A tudományos hírnév kockán van, és azok, akik sötét anyagot találnak, gazdagan jutalmazzák.

Miért nem lehet megtalálni a sötét anyagot?

Eddig a fizikusok nem találtak semmit. Ha sötét anyag létezik, rendkívül jól rejtett. Az egyik lehetőség, hogy a sötét anyag részecskék túl kicsi ahhoz, hogy a folyamatban lévő kísérletekben megtalálhatók legyenek. A fizikusok kétségbeesetten szeretnék érzékenyebb módot találni hasonló anyagok keresésére.

Yonit Hochberg a héber egyetemrőlJeruzsálem Izraelben és munkatársai ígéretes új érzékelőt fejlesztettek ki, amely apró szupravezető vezetékeken alapul. A csapat prototípusa már megmutatja az ilyen megközelítés lehetőségeit.

Az új eszköz alapja egy egyszerű elv. Hűtsön bizonyos fémeket a kritikus hőmérséklet alá, és ellenállás nélkül villamos energiát vezet. De amint hőmérsékletük ezen küszöbérték fölé emelkedik, a szupravezető viselkedés eltűnik.

A fizikusok tudják, hogy a sötét anyag részecskék nemerősen kölcsönhatásba lép a látható anyaggal; különben látták volna őket. De a sötét anyag részecskék ütközhetnek a közönséges részecskékkel.

Ez az ütközés ritka, merta közönséges anyag többnyire üres hely, és a sötét anyag részecskéi is áthaladhatnak rajta. Ha például egy rombuszban egy atommaggal vagy elektronval ütközik, az ütközés rezgéseket okoz a rácsban, ezáltal növelve annak hőmérsékletét.

Ez a hőmérséklet emelkedése jó.szupravezető nanovezetékek észlelhetők. A fűtés azt a tényt eredményezi, hogy a vezetékek egy kis része megszűnik a szupravezetőség, és ez viszont egy könnyen mérhető feszültségimpulzust hoz létre. Ezenkívül egy ilyen eszköz hamis pozitív eredményeket hoz létre, ha van ilyen.

Hochberg és munkatársai megpróbálták ötletüket létrehozniprototípus. Ez az eszköz mindössze 140 nanométer széles volfrám-szilicid nanovezetékből áll (összehasonlítás céljából az emberi haj szélessége körülbelül 100 000 nanométer) és 400 mikrométer hosszú. A teljes berendezés csak néhány milligramm az abszolút nulla felett, így a volfrám szilicid huzalok szupravezetőkké válnak.

A csapat ezután figyelte a feszültségimpulzusokatamely feltárhatja a sötét anyag ütközését. Megfelelő árnyékolással 10 000 másodpercen belül nem észleltek impulzusokat.

Ez fontos korlátozásokat ró a sötét típusraa létező anyag és annak sűrűsége. A fizikusok által feltételezett egyéb részecskékre is korlátozásokat ír elő.

Az egyik ilyen típus - „sötét foton”, valójábana szokásos sötét anyag fotonnak felel meg. Ha van ilyen, az új érzékelő nem észlelt egyet. „Az ezzel az eszközzel kapott eredmények már jelentős határokat határoztak meg a sötét anyag interakciójára az elektronokkal, beleértve a legerősebb földi határokat az ilyen fotonok abszorpciójára az eV-nál kisebb mértékben” - mondja Hochberg.

A munka lenyűgöző, mivel a tömegA nanowires csak néhány nanométer. A következő lépés a gyártás nagyobb mértékű lesz. Hochberg és munkatársai azt mondják, hogy a technológia viszonylag érett, ezért rövid idő alatt tesztelhető. Becslések szerint a tudományos laboratórium ezer 200 nanométeres detektorokat képes előállítani, amelyek össztömege 1,3 gramm egy év alatt. Ezért a kilogramm detektor a közeljövőben megvalósítható lehet.

Talán egy nap a szupravezető nanovezetékek érzékelik a sötét anyagot, ha létezik. Mit gondolsz, hogy létezik? Mondja el velünk a Telegramban.