cercetare

Nanofirele superconductoare intenționează să utilizeze pentru a căuta materia întunecată

Una dintre cele mai mari căutări științifice ale timpului nostru- Aceasta este o vânătoare pentru materia întunecată. Fizicienii cred că această substanță umple universul și crede că pot vedea dovezi despre acest lucru în modul în care galaxiile se rotesc. Faptul este că galaxiile se rotesc atât de repede încât trebuie să fie rupte, dar aparent (sau invizibilitate) există o masă ascunsă care are o forță gravitară suficientă pentru a le strânge împreună.

Acest fizician a forțat să caute materia întunecatăPământ. Au construit zeci de observatoare, cele mai multe fiind situate în peșteri subterane adânc sub suprafața, unde zgomotul de fundal este scăzut. Șansele științifice sunt în joc, iar cei care găsesc materia întunecată vor fi răsplătiți cu mult.

De ce nu se poate găsi materia întunecată?

Până în prezent, fizicienii nu au găsit nimic. Dacă materia întunecată există, este extrem de bine ascunsă. O posibilitate este că particulele de materie întunecată sunt prea mici pentru a fi găsite în experimentele în curs. Fizicienii doresc cu disperare să găsească o modalitate mai sensibilă de a căuta substanțe similare.

Yonit Hochberg de la Universitatea Ebraică dinIerusalimul din Israel și colegii săi au dezvoltat un nou senzor promițător bazat pe niște fire superconductoare. Prototipul echipei arată deja potențialul unei astfel de abordări.

Baza noului dispozitiv este un principiu simplu. Răcește anumite metale sub temperatura critică și vor conduce electricitate fără rezistență. Dar, de îndată ce temperatura lor se ridică deasupra acestui prag, comportamentul supraconductor ar dispărea.

Fizicienii știu că particulele de materie întunecată nu potinteracționează puternic cu materia vizibilă; altfel ar fi văzut-o. Dar particulele de materie întunecată se pot ciocni cu particule obișnuite.

Această ciocnire este rară pentru cămateria obișnuită este în mare parte spațiu gol, iar particulele de materie întunecată pot trece prin ea. Dar când se ciocnesc cu un nucleu atomic sau cu un electron într-o rețea, de exemplu, o coliziune generează vibrații în rețea, mărind astfel temperatura.

Această creștere a temperaturii este bună.nanofire superconductoare sunt detectate. Încălzirea duce la faptul că o mică parte a firelor încetează să mai fie superconductoare, iar acest lucru, la rândul său, creează un impuls de tensiune ușor de măsurat. Mai mult decât atât, un astfel de dispozitiv produce câteva false pozitive, dacă există.

Hochberg și colegii și-au testat ideea prin creareaprototip. Acest dispozitiv constă dintr-un set de nanofire de silicon de tungsten de numai 140 de nanometri (pentru comparație, lățimea părului uman este de aproximativ 100 000 nanometri) și lungimea de 400 micrometri. Întregul aparat este la numai câțiva miligrame deasupra absolutului zero, astfel încât firele de siliciu de tungsten devin superconductori.

Echipa a urmărit apoi impulsuri de tensiunecare ar putea dezvălui coliziunea materiei întunecate. Cu ecranare adecvată, nu au detectat impulsuri în decurs de 10.000 de secunde de măsurători.

Acest lucru impune restricții importante asupra tipului de întunericmateriei care ar putea exista și densitatea sa. De asemenea, impune restricții asupra altor tipuri de particule pe care fizicienii le presupun că ar putea exista.

Unul dintre aceste tipuri - "foton întunecat", de fapt,echivalentul unui foton obișnuit al materiei întunecate. Dacă este cazul, noul detector nu a detectat unul. "Rezultatele obținute cu acest dispozitiv au stabilit deja limite semnificative pentru interacțiunea materiei întunecate cu electroni, inclusiv cele mai puternice limite terestre pentru absorbția unor astfel de fotoni la mai puțin de eV", spune Hochberg.

Lucrarea este impresionantă, având în vedere că masananofire este doar câteva nanograme. Următorul pas va fi fabricarea acestora pe o scară mai largă. Hochberg și colegii spun că tehnologia este relativ matură, deci poate fi testată într-un timp scurt. Conform estimărilor, laboratorul științific va putea produce o mie de detectori de 200 de nanometri, cu o masă totală de 1,3 grame într-un an. Prin urmare, detectorul de kilograme poate fi fezabil în viitorul apropiat.

Poate că într-o zi nanofirele superconductoare vor detecta materia întunecată, dacă există. Ce credeți că există? Spune-ne în chat-ul nostru în Telegramă.

Notificare Facebook pentru UE! Trebuie să vă autentificați pentru a vizualiza și posta comentarii FB!