Se presupune că marea majoritate a materiei din universul din jurul nostru este materie întunecată. Se crede că doar aproximativ 15% este materie vizibilă și tangibilă, iar restul de 85% este materie întunecată, care nu a fost niciodată determinată. Oamenii de știință din Statele Unite au propus o schemă experimentală care poate ajuta la detectarea experimentală a existenței materiei întunecate, pentru care au început să folosească un qubit supraconductor.
Fizicienii de la Laboratorul Fermi și de la Universitatea din Chicago au dezvoltat un nou experiment, în timpul căruia va fi posibilă căutarea a două particule ipotetice propuse ca candidate pentru materia întunecată - aceștia sunt fotoni și axioni întunecați. Primii se pot amesteca cu fotoni obișnuiți, dar în același timp trebuie să aibă masă, iar cei din urmă sunt capabili să se divizeze în doi fotoni în anumite condiții. Fiecare dintre acești candidați se poate manifesta acolo unde fotonii obișnuiți nu ar trebui să fie. Un foton întunecat se poate transforma spontan într-un foton obișnuit, iar un axion, atunci când interacționează cu un câmp magnetic, poate emite doi fotoni obișnuiți.
Cercetătorii au dezvoltat un dispozitiv care blochează fotonii obișnuiți și amplifică orice fotoni care ar putea fi produși prin interacțiunile cu materia întunecată (fotoni sau axioni întunecați). Circuitul de detectare include un rezonator supraconductor de microunde din aluminiu cu o puritate de 99,9999%. În interiorul rezonatorului se află o antenă sub forma unui qubit supraconductor. Ea este cea care va detecta fotonii în rezonator, dacă aceștia apar brusc acolo.
Rezonatorul și qubitul sunt răcite la o temperatură foarte, foarte apropiată de zero absolut - la -273,1°C (zero absolut este la nivelul de -273,15°C). Sistemul este capabil să captureze un foton de până la 50 de ori pe durata de viață de 500 μs a acestei particule, ceea ce este necesar pentru a confirma în mod fiabil apariția sa într-un rezonator izolat.
În mod ideal, spun cercetătorii, temperatura rezonatorului și a qubitului ar fi trebuit coborâtă la -273,14°C, atunci zgomotul de fond și efectul acestuia asupra qubitului ar fi fost complet eliminate, dar acest lucru este imposibil din punct de vedere tehnologic astăzi. Trebuie menționat că experimentul de vânătoare a materiei întunecate nu a fost încă efectuat. Acesta este doar un concept, pe care cercetătorii l-au spus Physical Review Letters.
Citeste si:
- Tehnologia cuantică accelerează căutarea materiei întunecate
- Germanii vor crea un computer cuantic bazat pe qubiți supraconductori