Wetenschappers hebben een detector van donkere materie gemaakt, die de eerste signalen al heeft geregistreerd

Een groep ingenieurs, bestaande uit vertegenwoordigers van het Competence Center for Physics of Dark Matter, samen met: vertegenwoordigers van de University of Western Australia, heeft met succes een volledig nieuwe zwaartekrachtgolfdetector ontwikkeld type.

En de nieuwe detector is er al in geslaagd om twee signalen op te nemen, die wel eens signalen van donkere materie kunnen blijken te zijn. De geregistreerde gebeurtenissen kunnen ook signalen zijn van oer-zwarte gaten of, in het algemeen, een manifestatie van externe interferentie. Ik wil benadrukken dat dergelijke signalen door geen van de bestaande detectoren meer kunnen worden geregistreerd.

Nieuwe zwaartekrachtgolfdetector en zijn vooruitzichten

Zoals u weet, zijn zwaartekrachtsgolven niets meer dan fluctuaties in het zwaartekrachtsveld, die zich letterlijk door de hele kosmische ruimte voortplanten langs het doek van de ruimte-tijd. En deze golven worden gevormd door de beweging van objecten met een enorme massa (bijvoorbeeld zwarte gaten).

De mogelijkheid van het bestaan ​​van zwaartekrachtsgolven werd meer dan honderd jaar geleden in de algemene relativiteitstheorie voorspeld. Maar ze konden hun realiteit pas in 2015 experimenteel bevestigen dankzij het gebruik van supergevoelige detectoren (trouwens, het was voor 's werelds eerste registratie van zwaartekrachtsgolven dat de Nobelprijs werd toegekend in 2017 jaar).

Dus de zwaartekrachtverstoringen die in 2015 werden geregistreerd, waren het resultaat van de samensmelting van twee zwarte gaten tot één.

Sindsdien hebben instrumenten herhaaldelijk zwaartekrachtsverstoringen geregistreerd, maar, zoals de auteurs van de nieuwe detector, eerdere generaties apparaten waren in staat om extreem lage frequenties te detecteren verontwaardiging. En de detectie van hoogfrequente zwaartekrachtsverstoringen is een ontmoedigende taak voor moderne natuurkundigen.

En de nieuwe detector is het eerste apparaat in zijn soort dat tot taak heeft om precies hoogfrequente storingen te registreren. En in feite is de detector niets meer dan een resonator van bulk akoestische golven, geïmplementeerd op een kwartsoscillator.

Een kwartsschijf trilt dus met een verhoogde frequentie als er akoestische golven doorheen gaan. Omdat kwarts een piëzo-elektrisch effect heeft, worden akoestische golven omgezet in elektrische impulsen die worden ontvangen door speciale geleidende platen die zijn bevestigd aan kwarts schijf.

Deze pads zenden de ontvangen pulsen naar een supergeleidend interferentieapparaat, waarin het signaal wordt versterkt zodat de detector het kan fixeren.

Deze hele constructie is geplaatst in stralingsschermen, die tot doel hebben te beschermen tegen interferentie van externe straling, en wordt afgekoeld tot bijna het absolute nulpunt.

Zo bleek de gecreëerde detector zwaartekrachtverstoringen te kunnen registreren met frequenties in het megahertz-bereik.

Wetenschappers hebben het resulterende apparaat 153 dagen getest en gedurende deze periode werden twee lange sessies uitgevoerd, die plaatsvonden in mei en november 2019.

Tijdens deze tests kon de nieuwe detector twee van de zeldzaamste hoogfrequente gebeurtenissen opnemen. Storingen die zich voordeden in het 5-Hz-bereik werden geregistreerd op 12 mei en 27 november 2019.

Waar de opgenomen signalen precies vandaan kwamen, hebben wetenschappers geen idee, maar er is een aanname dat donkere energiedeeltjes, die WIMP's worden genoemd, interacties aangingen met de gecreëerde detector.

Maar wetenschappers sluiten ook niet uit dat de geregistreerde interacties het gevolg zijn van de aanwezigheid van geladen deeltjes of het resultaat van de gebruikelijke manifestatie van de geaccumuleerde mechanische spanning in de detector zelf of door een intern atomair proces kristal.

Ondanks het feit dat er een zekere mate van onzekerheid is, zijn wetenschappers nog steeds vol optimisme. Het experiment toonde immers voor het eerst aan dat deze apparaten kunnen worden gebruikt als zeer gevoelige detectoren van zwaartekrachtsgolven.

Ook zijn wetenschappers van plan hun detector aan te passen en in staat te zijn om nog hogere frequenties te registreren. En wetenschappers willen dezelfde kwartsdetector gebruiken in combinatie met de muondetector van kosmische deeltjes.

Vond je het materiaal leuk? Beoordeel het dan en vergeet je niet te abonneren op het kanaal. Dank u voor uw aandacht!