Главная » Hi-Tech » Сверхпроводящие нанопровода планируют использовать для поиска темной материи

Сверхпроводящие нанопровода планируют использовать для поиска темной материи

Физики полагают, что это вещество наполняет вселенную и думают, что могут увидеть доказательства этого в том, как вращаются галактики. Один из величайших научных поисков нашего времени — это охота на темную материю. Дело в том, что галактики вращаются так быстро, что их должно было разорвать на части, но по всей видимости (или невидимости) существует некая скрытая масса, которая обладает достаточной гравитационной силой, чтобы удерживать их вместе.

Они построили десятки обсерваторий, большинство из которых находятся в подземных пещерах глубоко под поверхностью, где фоновый шум низкий. Это заставило физиков искать темную материю на Земле. На карту поставлена научная слава, и те, кто найдет темную материю, будут щедро вознаграждены.

Почему темную материю не могут найти?

Если темная материя и существует, она крайне хорошо скрывается. Пока что физики не нашли ничего. Физики отчаянно хотят найти более чувствительный способ поиска подобных субстанций. Одна возможность состоит в том, что частицы темной материи слишком малы, чтобы их можно было найти в ходе текущих экспериментов.

Прототип команды уже показывает потенциал такого подхода. Йонит Хохберг из Еврейского университета в Иерусалиме в Израиле и его коллеги разработали многообещающий новый датчик на основе крошечных сверхпроводящих проводов.

Охладите определенные металлы ниже критической температуры и они будут проводить электричество без сопротивления. В основе нового устройства лежит простой принцип. Но как только их температура повышается выше этого порога, сверхпроводящее поведение исчезает.

Но частицы темной материи могут сталкиваться с обычными частицами. Физики знают, что частицы темной материи не могут сильно взаимодействовать с видимой материей; в противном случае они бы уже увидели их.

Но когда они сталкиваются с атомным ядром или электроном в решетке, например, столкновение вызывает вибрации в решетке, тем самым повышая ее температуру. Это столкновения происходят редко, поскольку обычная материя представляет собой по большей части пустое пространство, и частицы темной материи могут проходить прямо через нее.

Нагревание приводит к тому, что небольшая часть проводов перестает быть сверхпроводящими, а это, в свою очередь, создает импульс напряжения, который легко измерить. Именно это повышение температуры хорошо выявляются сверхпроводящие нанопровода. Более того, такое устройство производит мало ложных срабатываний, если они вообще будут.

Это устройство состоит из набора нанопроволок из силицида вольфрама шириной всего 140 нанометров (для сравнения, ширина человеческого волоса порядка 100 000 нанометров) и длиной 400 микрометров. Хохберг и коллеги проверили свою идею, создав прототип. Весь аппарат находится всего на несколько миллиградусов выше абсолютного нуля, так что провода из силицида вольфрама становятся сверхпроводниками.

При наличии соответствующего экранирования, они не обнаружили никаких импульсов в течение 10 000 секунд измерений. Затем команда наблюдала за импульсами напряжения, которые могли бы выявить столкновение темной материи.

Это также накладывает ограничения на другие типы частиц, которые, как предполагают физики, могут существовать. Это накладывает важные ограничения на тип темной материи, которая могла бы существовать, и ее плотность.

Если таковые существуют, новый детектор не обнаружил ни одного. Один из таких типов — «темный фотон», по сути, эквивалент обычного фотона из темной материи. «Результаты, полученные с помощью этого устройства, уже устанавливают значимые границы для взаимодействия темной материи с электронами, включая самые сильные земные границы для поглощения таких фотонов на уровне менее эВ», говорит Хохберг.

Следующим этапом будет их изготовление в более широком масштабе. Работа впечатляет, учитывая, что масса нанопроволоки составляет всего несколько нанограммов. По их оценкам, научная лаборатория сможет произвести тысячу 200-нанометровых детекторов с общей массой 1,3 грамма всего за год. Хохберг и коллеги говорят, что технология является относительно зрелой, поэтому ее можно будет опробовать в скором времени. Поэтому килограммовый детектор вполне может быть осуществим в недалеком будущем.

А вы как думаете, существует? Может быть, однажды, сверхпроводящие нанопровода обнаружат темную материю, если она существует. Расскажите в нашем чате в Телеграме.


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

«Сбербанк» зарегистрировал товарный знак «Сбер»

«Сбербанк» зарегистрировал товарный знак «Сбер» — Финансы на vc.ru Свежее Вакансии Написать Уведомлений пока нет Пишите хорошие статьи, комментируйте,и здесь станет не так пусто Войти У компании уже есть домен sber.ru. В закладки Помимо «Сбера», зарегистрированного в апреле 2019 года, ...

«Коммерсантъ»: покупателем сети магазинов «О’кей» может стать проект «Яндекса» и «Сбербанка»

«Коммерсантъ»: покупателем сети магазинов «О’кей» может стать проект «Яндекса» и «Сбербанка» — Торговля на vc.ru Свежее Вакансии Написать Уведомлений пока нет Пишите хорошие статьи, комментируйте,и здесь станет не так пусто Войти Глава банка Герман Греф уже опровергал слухи о покупке ...