28 Mart 2024 (Nanowerk Haberleri) Keşfinden bu yana, onlarca yıldır dünya çapında çok sayıda ultra hassas parçacık dedektörü deneyi başlatılmasına rağmen, karanlık madde bilim adamları için görünmez kaldı. Şimdi, Enerji Bakanlığı'nın (DOE) SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı'ndaki fizikçiler, araştırmacıların termalleşmiş karanlık madde dediği şeyi tespit etmek için doğal olarak ayarlanabilen kuantum cihazlarını kullanarak karanlık maddeyi aramanın yeni bir yolunu öneriyorlar.
(Solda) Yeni karanlık madde tespit önerisi, bir dedektördeki çekirdekler ile Dünya'nın içinde ve çevresinde mevcut olabilecek düşük enerjili karanlık madde arasındaki sık etkileşimleri araştırıyor. (Sağda) Geleneksel bir doğrudan tespit deneyi, karanlık madde saçılımından ara sıra meydana gelen geri tepmeleri arar. (Resim: Anirban Das, Noah Kurinsky ve Rebecca Leane) SLAC fizikçisi Rebecca Leane, karanlık madde deneylerinin çoğunun, doğrudan uzaydan Dünya'ya fırlatılan galaktik karanlık maddeyi araştırdığını, ancak başka bir türün yıllardır Dünya'nın etrafında asılı olabileceğini söyledi. yeni çalışmanın yazarı (Physical Review Letters, “Kuantum Cihazlarında Karanlık Madde Kaynaklı Güç”).
Leane, "Karanlık madde Dünya'ya giriyor, çok fazla seker ve sonunda Dünya'nın çekim alanı tarafından tuzağa düşürülür" dedi ve onu bilim adamlarının termalleştirilmiş olarak adlandırdığı bir dengeye getirdi. Zamanla, bu termalleşmiş karanlık madde, birkaç gevşek galaktik parçacıktan daha yüksek bir yoğunluğa ulaşır, bu da onun bir dedektöre çarpma olasılığının daha yüksek olabileceği anlamına gelir. Ne yazık ki, termalize olmuş karanlık madde galaktik karanlık maddeden çok daha yavaş hareket ediyor, bu da galaktik karanlık maddeden çok daha az enerji vereceği anlamına geliyor; muhtemelen geleneksel dedektörlerin göremeyeceği kadar az enerji.
Bunu akılda tutarak, Leane ve SLAC doktora sonrası araştırmacısı Anirban Das, SLAC'ta kadrolu bilim insanı ve kuantum sensörleriyle karanlık maddeyi tespit etmeye odaklanan yeni bir laboratuvarın lideri olan ve bir bulmaca üzerinde düşünen Noah Kurinsky'ye ulaştı: Süperiletkenler bile mutlak sıfıra kadar soğutulur, sistemdeki tüm enerji çıkarılır ve kararlı bir kuantum durumu yaratılır, enerji bir şekilde yeniden girer ve kuantum durumunu bozar.
Kurinsky, bilim adamlarının tipik olarak bunun kusurlu soğutma sistemlerinden veya çevredeki bazı ısı kaynaklarından kaynaklandığını varsaydığını söyledi. Ancak başka bir neden de olabilir, dedi: "Ya gerçekten tamamen soğuk bir sistemimiz varsa ve onu etkili bir şekilde soğutamamamızın nedeni sürekli olarak karanlık madde tarafından bombardımana tutulmasıysa?" Das, Kurinsky ve Leane, süper iletken kuantum cihazlarının termal karanlık madde dedektörleri olarak yeniden tasarlanıp tasarlanamayacağını merak ettiler. Hesaplamalarına göre, bir kuantum sensörünü aktive etmek için gereken minimum enerji, düşük enerjili galaktik karanlık maddenin yanı sıra Dünya çevresinde asılı termalize olmuş karanlık madde parçacıklarını tespit edebilecek kadar düşük (elektron voltun binde biri civarında).
Elbette bu, kuantum cihazlarının bozulmasından karanlık maddenin sorumlu olduğu anlamına gelmiyor; yalnızca bunun mümkün olduğu anlamına geliyor. Leane ve Kurinsky, bir sonraki adımın hassas kuantum cihazlarını karanlık madde dedektörlerine dönüştürüp dönüştüremeyeceklerini ve nasıl dönüştürebileceklerini anlamak olduğunu söyledi.
Bununla birlikte dikkate alınması gereken birkaç şey var. Yeni başlayanlar için belki de cihazı yapmak için daha iyi bir malzeme vardır. Leane, "Başlangıçta alüminyuma bakıyorduk ve bunun nedeni muhtemelen şimdiye kadar dedektörler için kullanılan en iyi karakterize edilmiş malzeme olmasıdır" dedi. "Ancak, baktığımız kütle aralığı ve kullanmak istediğimiz dedektör türü açısından belki daha iyi bir malzemenin olduğu ortaya çıkabilir." Leane, galaktik karanlık maddenin doğrudan tespit cihazlarıyla etkileşime girdiğinden şüphelenildiği gibi, termalize edilmiş karanlık maddenin bir kuantum cihazıyla etkileşime girmemesi ihtimalinin de bulunduğunu söyledi. "Bu çalışmada, karanlık maddenin gelip dedektörden doğrudan yansıdığı basit bir durumu düşünüyorduk, ancak bu, başka pek çok şeye de neden olabilir." Örneğin, diğer parçacıklar karanlık maddeyle etkileşime girerek dedektördeki parçacıkların dağılım şeklini değiştirebilir.
Leane, "Bu, SLAC'ta olmanın en güzel yanlarından biri" diyor.
(Solda) Yeni karanlık madde tespit önerisi, bir dedektördeki çekirdekler ile Dünya'nın içinde ve çevresinde mevcut olabilecek düşük enerjili karanlık madde arasındaki sık etkileşimleri araştırıyor. (Sağda) Geleneksel bir doğrudan tespit deneyi, karanlık madde saçılımından ara sıra meydana gelen geri tepmeleri arar. (Resim: Anirban Das, Noah Kurinsky ve Rebecca Leane) SLAC fizikçisi Rebecca Leane, karanlık madde deneylerinin çoğunun, doğrudan uzaydan Dünya'ya fırlatılan galaktik karanlık maddeyi araştırdığını, ancak başka bir türün yıllardır Dünya'nın etrafında asılı olabileceğini söyledi. yeni çalışmanın yazarı (Physical Review Letters, “Kuantum Cihazlarında Karanlık Madde Kaynaklı Güç”).
Leane, "Karanlık madde Dünya'ya giriyor, çok fazla seker ve sonunda Dünya'nın çekim alanı tarafından tuzağa düşürülür" dedi ve onu bilim adamlarının termalleştirilmiş olarak adlandırdığı bir dengeye getirdi. Zamanla, bu termalleşmiş karanlık madde, birkaç gevşek galaktik parçacıktan daha yüksek bir yoğunluğa ulaşır, bu da onun bir dedektöre çarpma olasılığının daha yüksek olabileceği anlamına gelir. Ne yazık ki, termalize olmuş karanlık madde galaktik karanlık maddeden çok daha yavaş hareket ediyor, bu da galaktik karanlık maddeden çok daha az enerji vereceği anlamına geliyor; muhtemelen geleneksel dedektörlerin göremeyeceği kadar az enerji.
Bunu akılda tutarak, Leane ve SLAC doktora sonrası araştırmacısı Anirban Das, SLAC'ta kadrolu bilim insanı ve kuantum sensörleriyle karanlık maddeyi tespit etmeye odaklanan yeni bir laboratuvarın lideri olan ve bir bulmaca üzerinde düşünen Noah Kurinsky'ye ulaştı: Süperiletkenler bile mutlak sıfıra kadar soğutulur, sistemdeki tüm enerji çıkarılır ve kararlı bir kuantum durumu yaratılır, enerji bir şekilde yeniden girer ve kuantum durumunu bozar.
Kurinsky, bilim adamlarının tipik olarak bunun kusurlu soğutma sistemlerinden veya çevredeki bazı ısı kaynaklarından kaynaklandığını varsaydığını söyledi. Ancak başka bir neden de olabilir, dedi: "Ya gerçekten tamamen soğuk bir sistemimiz varsa ve onu etkili bir şekilde soğutamamamızın nedeni sürekli olarak karanlık madde tarafından bombardımana tutulmasıysa?" Das, Kurinsky ve Leane, süper iletken kuantum cihazlarının termal karanlık madde dedektörleri olarak yeniden tasarlanıp tasarlanamayacağını merak ettiler. Hesaplamalarına göre, bir kuantum sensörünü aktive etmek için gereken minimum enerji, düşük enerjili galaktik karanlık maddenin yanı sıra Dünya çevresinde asılı termalize olmuş karanlık madde parçacıklarını tespit edebilecek kadar düşük (elektron voltun binde biri civarında).
Elbette bu, kuantum cihazlarının bozulmasından karanlık maddenin sorumlu olduğu anlamına gelmiyor; yalnızca bunun mümkün olduğu anlamına geliyor. Leane ve Kurinsky, bir sonraki adımın hassas kuantum cihazlarını karanlık madde dedektörlerine dönüştürüp dönüştüremeyeceklerini ve nasıl dönüştürebileceklerini anlamak olduğunu söyledi.
Bununla birlikte dikkate alınması gereken birkaç şey var. Yeni başlayanlar için belki de cihazı yapmak için daha iyi bir malzeme vardır. Leane, "Başlangıçta alüminyuma bakıyorduk ve bunun nedeni muhtemelen şimdiye kadar dedektörler için kullanılan en iyi karakterize edilmiş malzeme olmasıdır" dedi. "Ancak, baktığımız kütle aralığı ve kullanmak istediğimiz dedektör türü açısından belki daha iyi bir malzemenin olduğu ortaya çıkabilir." Leane, galaktik karanlık maddenin doğrudan tespit cihazlarıyla etkileşime girdiğinden şüphelenildiği gibi, termalize edilmiş karanlık maddenin bir kuantum cihazıyla etkileşime girmemesi ihtimalinin de bulunduğunu söyledi. "Bu çalışmada, karanlık maddenin gelip dedektörden doğrudan yansıdığı basit bir durumu düşünüyorduk, ancak bu, başka pek çok şeye de neden olabilir." Örneğin, diğer parçacıklar karanlık maddeyle etkileşime girerek dedektördeki parçacıkların dağılım şeklini değiştirebilir.
Leane, "Bu, SLAC'ta olmanın en güzel yanlarından biri" diyor.
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://www.nanowerk.com/news2/space/newsid=64933.php
