Matéria escura procurará com um sensor em um bit quântico

Supõe-se que a esmagadora maioria da matéria no universo ao nosso redor é a matéria escura. Acredita-se que a questão aparentemente e tangível é apenas cerca de 15%, e a matéria restante de 85% [escuridão] nunca foi determinada. Os cientistas dos Estados Unidos ofereceram um esquema de um experimento, que pode ajudar a detectar experimentalmente a existência de matéria escura, para a qual ofereceram para usar o SuperConducting Qubit.

Física do Laboratório Fermi e da Universidade de Chicago desenvolveu um novo experimento, durante o qual duas partículas hipotéticas podem pesquisar propostas como candidatos à matéria escura são fótons escuros e acessos. O primeiro pode ser misturado com fótons convencionais, mas, ao mesmo tempo, devemos ter uma massa, e o segundo é capaz de cair em dois fótons em certas condições.

Cada um desses candidatos pode se mostrar onde os fótons comuns não devem ser. O fóton escuro pode se transformar espontaneamente em comum, e os eixos, como mencionado acima, ao interagir com o campo magnético, pode emitir dois fótons comuns.

Esquema experimental. Qubit retorna 1 se um fóton apareceu no ressonador. Fonte de Imagem: Akash Dixit, Universidade de Chicago

Os pesquisadores desenvolveram um dispositivo que bloqueia os fótons convencionais e aumenta os fótons que possam ocorrer ao interagir com a matéria escura (fótons escuros ou axionami). O esquema de detecção inclui um ressonador de alumínio de microondas supercondutor com uma pureza de 99,99999%. Dentro do ressonador é uma antena na forma de uma qubita supercondutora. É ela que descobre fótons no ressonador se de repente aparecerem lá de “Nowhere”.

O ressonador e os cubos são resfriados a uma temperatura muito e muito próximo do zero absoluto – a -273.1 ° C (zero absoluto é no nível -273,15 ° C). O sistema é capaz de fixar o fóton até 50 vezes mais de 500- μs da vida dessa partícula, que é necessário para confirmação confiável de sua aparência em um ressonador isolado.

Antena com um qubit. Fonte da imagem: Reidar hahn, fermilab

Idealmente, dizem que os pesquisadores dizem, a temperatura do ressonador e o qubit deve ser abaixado para -273,14 ° C, então o ruído de fundo e seu efeito sobre o qubit seriam completamente eliminados, mas hoje não é possível hoje.

Nota, o experimento na caça por matéria escura ainda não foi entregue. É apenas um conceito que os pesquisadores disseram nas cartas de revisão física de publicação.