Forskere har skabt en detektor af mørkt stof, som allerede har registreret de første signaler

En gruppe af ingeniører, bestående af repræsentanter for Kompetencecenter for Mørkt Stofs Fysik, sammen med repræsentanter for University of Western Australia, har med succes udviklet en helt ny gravitationsbølgedetektor type.

Og den nye detektor har allerede formået at optage to signaler, som meget vel kan vise sig at være signaler om mørkt stof. Også de registrerede hændelser kan være signaler fra primordiale sorte huller eller generelt en manifestation af ekstern interferens. Jeg vil gerne understrege, at sådanne signaler ikke længere kan registreres af nogen af ​​de eksisterende detektorer.

Ny gravitationsbølgedetektor og dens udsigter

Som du ved, er gravitationsbølger intet andet end fluktuationer i gravitationsfeltet, som bogstaveligt talt forplanter sig gennem hele det kosmiske rum langs rum-tidens lærred. Og disse bølger dannes på grund af bevægelsen af ​​objekter med en enorm masse (for eksempel sorte huller).

Selve muligheden for eksistensen af ​​gravitationsbølger blev forudsagt i den generelle relativitetsteori for mere end hundrede år siden. Men de var først i stand til eksperimentelt at bekræfte deres virkelighed i 2015 takket være brugen af ​​supersensitive detektorer (det var i øvrigt for verdens første registrering af gravitationsbølger, at Nobelprisen blev tildelt i 2017 år).

Så gravitationsforstyrrelserne registreret i 2015 var resultatet af sammenlægningen af ​​to sorte huller til ét.

Siden da har instrumenter gentagne gange registreret gravitationsforstyrrelser, men som forfatterne til den nye detektor, tidligere generationer af enheder var i stand til at detektere ekstremt lav frekvens indignation. Og opdagelsen af ​​højfrekvente gravitationsforstyrrelser er en skræmmende opgave for moderne fysikere.

Og den nye detektor er den første enhed af sin art, hvis opgave er at registrere præcist højfrekvente forstyrrelser. Og faktisk er detektoren ikke andet end en resonator af akustiske bulkbølger, implementeret på en kvartsoscillator.

Så en kvartsskive vibrerer med en øget frekvens, når akustiske bølger passerer gennem den. Da kvarts har en piezoelektrisk effekt, omdannes akustiske bølger til elektriske impulser, der modtages af specielle ledende plader fastgjort til kvarts skive.

Disse pads sender de modtagne impulser til en superledende interferensanordning, hvori signalet forstærkes, så detektoren kan fikse det.

Hele denne struktur er placeret i strålingsskjolde, hvis formål er at beskytte mod interferens fra ekstern stråling, og afkøles til næsten det absolutte nulpunkt.

Den skabte detektor viste sig således at kunne registrere gravitationsforstyrrelser med frekvenser i megahertz-området.

Forskere testede den resulterende enhed i 153 dage, og i denne periode blev der udført to lange sessioner, som fandt sted i maj og november 2019.

Under disse tests var den nye detektor i stand til at optage to af de sjældneste højfrekvente hændelser. Forstyrrelser, der opstod i 5-Hz-området, blev registreret den 12. maj og den 27. november 2019.

Hvor præcis de registrerede signaler kom fra, har forskerne ingen idé om, men der er en antagelse at mørke energipartikler, som kaldes WIMP'er, indgik i interaktioner med den skabte detektor.

Men videnskabsmænd udelukker heller ikke muligheden for, at de registrerede interaktioner er resultatet af tilstedeværelsen af ​​ladede partikler eller resultatet af den sædvanlige manifestation af den akkumulerede mekaniske belastning i selve detektoren eller ved en intern atomproces krystal.

På trods af, at der er et element af usikkerhed, er forskerne stadig fulde af optimisme. Forsøget viste jo for første gang, at disse enheder kan bruges som meget følsomme detektorer af gravitationsbølger.

Forskere planlægger også at ændre deres detektor og være i stand til at registrere forstyrrelser med endnu højere frekvens. Og forskere ønsker at bruge den samme kvartsdetektor sammen med myondetektoren for kosmiske partikler.

Kunne du lide materialet? Så bedøm det og glem ikke at abonnere på kanalen. Tak for din opmærksomhed!