ბრიტანული კვანტური სენსორი ბნელი მატერიის ძიებაში მნიშვნელოვან ბარიერს ლახავს

Imperial-ის კვანტური სენსორი ბნელი მატერიის დეტექციისთვის ხმაურის ბარიერს ლახავს

Imperial College London-ის მკვლევრებმა პირველად აჩვენეს, რომ კვანტურ სენსორს შეუძლია გააუქმოს ლაზერული ხმაური ორი ატომური ინტერფერომეტრის შედარებით, რითაც აღადგენს სუსტ სიგნალებს, რომლებიც სხვაგვარად დაიკარგებოდა. ეს მიღწევა, რომელიც 17 ივნისს Nature-ში გამოქვეყნდა, ადასტურებს ტექნიკას, რომელიც საფუძვლად უდევს შემდეგი თაობის დეტექტორებს, რომლებსაც შეუძლიათ ადრეული სამყაროს გრავიტაციული ტალღებისა და ბნელი მატერიის ეგზოტიკური ფორმების ძიება.imperial

როგორ ებრძვის ორი ინსტრუმენტი ხმაურს

ექსპერიმენტი, რომელიც ჩატარდა Imperial-ის ულტრაცივი სტრონციუმის ლაბორატორიაში, იყენებდა ულტრაცივი სტრონციუმ-87 ატომების ორ განცალკევებულ ღრუბელს, რომლებიც ერთი საათის ლაზერით იყო გამოკვლეული. კონფიგურაცია შექმნილი იყო იმისთვის, რომ მიებაძა პირობები ბევრად უფრო დიდ მომავალ დეტექტორებში, სადაც ხმაურის კონტროლი გაცილებით რთულია.miragenews

მიდგომის შესამოწმებლად, გუნდმა განზრახ შეიტანა ფაზური ხმაური, რომელიც ბევრად აღემატებოდა იმას, რასაც საათის ლაზერები ბუნებრივად წარმოქმნიან. თითოეული ინტერფერომეტრი ინდივიდუალურად გამოუსადეგარი გახდა, მისი სიგნალი მთლიანად დაიკარგა. მაგრამ როდესაც ორი ინსტრუმენტი შეადარეს, მათ შორის კორელაციებმა ნათელი სიგნალი გამოავლინა. კომბინირებულმა გაზომვამ მიაღწია ფუნდამენტურ კვანტურ ზღვარს, რაც ადასტურებს, რომ დიფერენციალური ტექნიკა მუშაობს ისე, როგორც თეორეტიკოსები ვარაუდობდნენ.imperial

შემდეგ გუნდმა შეიტანა რხევადი სიგნალი, რომელიც წააგავს იმას, რასაც შესაძლოა წარმოქმნიდეს გრავიტაციული ტალღა ან ბნელი მატერიის ველი. ის ნათლად იქნა აღმოჩენილი, მიუხედავად იმისა, რომ არცერთ ინტერფერომეტრს არ გააჩნდა გამოსადეგი ინფორმაცია.miragenews

„ჩვენ დიდი ხანია ვიცოდით, რომ კვანტურ სენსორებს შეუძლიათ დაგვეხმარონ სამყაროს გაგებაში, მაგრამ მხოლოდ ახლახან გახდა შესაძლებელი მათი აშენება საჭირო გარჩევადობით“, — თქვა დოქტორმა ჩარლზ ბეინჰემმა, ლაბორატორიის თანა-ხელმძღვანელმა.miragenews

მასშტაბირება AION-ის მეშვეობით და მის ფარგლებს გარეთ

ეს ნამუშევარი არის ატომური ინტერფერომეტრის ობსერვატორიისა და ქსელის (AION) თანამშრომლობის ნაწილი, ბრიტანეთის მასშტაბით განხორციელებული ძალისხმევა, რომელსაც ხელმძღვანელობს Imperial და მოიცავს ბირმინგემის, კემბრიჯის, ლივერპულის, King’s College London-ისა და ოქსფორდის უნივერსიტეტებს, STFC Rutherford Appleton-ის ლაბორატორიასთან ერთად. AION-ის ეტაპობრივი გეგმა ითვალისწინებს მასშტაბირებას ოქსფორდში არსებული 10-მეტრიანი პროტოტიპიდან 100-მეტრიან და საბოლოოდ კილომეტრიანი მასშტაბის დეტექტორებამდე.ic

თანამშრომლობა ასევე პარტნიორობს აშშ-ში Fermilab-ის MAGIS ექსპერიმენტთან და წამოაყენა ატომური ინტერფერომეტრიის CERN-ის ექსპერიმენტის (AICE) იდეა, რომელიც მსგავს ტექნიკას ბევრად უფრო გრძელ ბაზისურ ხაზებზე გამოიყენებდა.miragenews

„ჩვენი მიმდინარე ექსპერიმენტი მხოლოდ პროტოტიპია, მაგრამ მისი მასშტაბირება CERN-ის ან Fermilab-ის მსგავს ლაბორატორიებში სრულმასშტაბიან ობიექტამდე საშუალებას მოგვცემს გადავჭრათ ფიზიკის ზოგიერთი ყველაზე ღრმა საიდუმლო, მათ შორის ბნელი მატერიის ბუნება“, — თქვა დოქტორმა რიჩარდ ჰობსონმა, ლაბორატორიის მეორე თანა-ხელმძღვანელმა.miragenews