Forskere har laget en detektor for mørk materie, som allerede har registrert de første signalene

En gruppe ingeniører, bestående av representanter for Kompetansesenteret for fysikk av mørk materie, sammen med representanter for University of Western Australia, har med suksess utviklet en helt ny gravitasjonsbølgedetektor type.

Og den nye detektoren har allerede klart å registrere to signaler, som godt kan vise seg å være signaler om mørk materie. Også de registrerte hendelsene kan være signaler fra primordiale sorte hull eller generelt en manifestasjon av ekstern interferens. Jeg vil understreke at slike signaler ikke lenger kan registreres av noen av de eksisterende detektorene.

Ny gravitasjonsbølgedetektor og dens utsikter

Som du vet, er gravitasjonsbølger ikke noe annet enn svingninger i gravitasjonsfeltet, som forplanter seg bokstavelig talt gjennom hele det kosmiske rommet langs rom-tidens lerret. Og disse bølgene dannes på grunn av bevegelsen av gjenstander med en enorm masse (for eksempel sorte hull).

Selve muligheten for eksistensen av gravitasjonsbølger ble spådd i generell relativitetsteori for mer enn hundre år siden. Men de var i stand til å eksperimentelt bekrefte virkeligheten deres først i 2015 takket være bruken av supersensitive detektorer (det var forresten for verdens første registrering av gravitasjonsbølger at Nobelprisen ble tildelt i 2017 år).

Så gravitasjonsforstyrrelsene registrert i 2015 var resultatet av sammenslåingen av to sorte hull til ett.

Siden den gang har instrumenter gjentatte ganger registrert gravitasjonsforstyrrelser, men som forfatterne av den nye detektor, tidligere generasjoner av enheter var i stand til å oppdage ekstremt lav frekvens indignasjon. Og deteksjon av høyfrekvente gravitasjonsforstyrrelser er en skremmende oppgave for moderne fysikere.

Og den nye detektoren er den første enheten i sitt slag, som har som oppgave å registrere nøyaktig høyfrekvente forstyrrelser. Og faktisk er detektoren ikke noe mer enn en resonator av akustiske bulkbølger, implementert på en kvartsoscillator.

Så en kvartsskive vibrerer med økt frekvens når akustiske bølger passerer gjennom den. Siden kvarts har en piezoelektrisk effekt, blir akustiske bølger forvandlet til elektriske impulser som mottas av spesielle ledende plater festet til kvarts skive.

Disse pads sender de mottatte pulsene til en superledende interferensenhet, der signalet forsterkes slik at detektoren kan fikse det.

Hele denne strukturen er plassert i strålingsskjold, hvis formål er å beskytte mot forstyrrelser fra ekstern stråling, og avkjøles til nesten absolutt null.

Dermed viste den opprettede detektoren seg å kunne registrere gravitasjonsforstyrrelser med frekvenser i megahertz-området.

Forskere testet den resulterende enheten i 153 dager, og i løpet av denne perioden ble det utført to lange økter, som fant sted i mai og november 2019.

Under disse testene var den nye detektoren i stand til å registrere to av de sjeldneste høyfrekvente hendelsene. Forstyrrelser som oppsto i 5-Hz-området ble registrert 12. mai og 27. november 2019.

Hvor nøyaktig de registrerte signalene kom fra, har forskerne ingen anelse om, men det er en antagelse at mørke energipartikler, som kalles WIMPs, inngikk i interaksjoner med den opprettede detektoren.

Men forskere utelukker heller ikke muligheten for at de registrerte interaksjonene er et resultat av tilstedeværelsen av ladede partikler eller resultatet av den vanlige manifestasjonen av den akkumulerte mekaniske spenningen i selve detektoren eller ved en intern atomprosess krystall.

Til tross for at det er et element av usikkerhet, er forskerne fortsatt fulle av optimisme. Forsøket viste tross alt for første gang at disse enhetene kan brukes som svært følsomme detektorer av gravitasjonsbølger.

Forskere planlegger også å modifisere detektoren deres og kunne registrere forstyrrelser med enda høyere frekvens. Og forskere ønsker å bruke den samme kvartsdetektoren sammen med myondetektoren for kosmiske partikler.

Likte du materialet? Vurder den og ikke glem å abonnere på kanalen. Takk for din oppmerksomhet!