Teadlased on loonud tumeaine detektori, mis on juba registreerinud esimesed signaalid
Inseneride rühm, mis koosneb Tumeaine Füüsika Kompetentsikeskuse esindajatest koos Lääne-Austraalia ülikooli esindajad, on edukalt välja töötanud täiesti uue gravitatsioonilainete detektori tüüp.
Ja uus detektor on juba suutnud salvestada kaks signaali, mis võivad osutuda tumeaine signaalideks. Samuti võivad registreeritud sündmused olla ürgsete mustade aukude signaalid või üldiselt välise interferentsi ilming. Tahaksin rõhutada, et selliseid signaale ei saa enam registreerida ühegi olemasoleva detektoriga.
Uus gravitatsioonilainedetektor ja selle väljavaated
Nagu teate, pole gravitatsioonilained midagi muud kui kõikumised gravitatsiooniväljas, mis levivad sõna otseses mõttes kogu kosmilises ruumis mööda aegruumi lõuendit. Ja need lained tekivad tohutu massiga objektide (näiteks mustad augud) liikumise tõttu.
Gravitatsioonilainete olemasolu ennustati üldrelatiivsusteoorias juba enam kui sada aastat tagasi. Kuid nad said oma tegelikkust eksperimentaalselt kinnitada alles 2015. aastal tänu ülitundliku kasutamisele detektorid (muide, just maailma esimese gravitatsioonilainete registreerimise eest anti 2017. aastal Nobeli preemia aasta).
Seega olid 2015. aastal registreeritud gravitatsioonihäired tingitud kahe musta augu ühinemisest üheks.
Sellest ajast alates on instrumendid korduvalt registreerinud gravitatsioonilisi häireid, kuid nagu autorid uued detektoriga, suutsid eelmiste põlvkondade seadmed tuvastada äärmiselt madalat sagedust nördimust. Ja kõrgsageduslike gravitatsioonihäirete tuvastamine on tänapäeva füüsikute jaoks hirmutav ülesanne.
Ja uus detektor on esimene omataoline seade, mille ülesanne on registreerida täpselt kõrgsageduslikke häireid. Ja tegelikult pole detektor midagi muud kui akustiliste massilainete resonaator, mis on rakendatud kvartsostsillaatoril.
Seega vibreerib kvartsketas akustiliste lainete läbimisel suurenenud sagedusega. Kuna kvartsil on piesoelektriline efekt, muundatakse akustilised lained elektriimpulsid, mis võetakse vastu spetsiaalsete juhtivate plaatidega, mis on kinnitatud kvartsplaat.
Need padjad edastavad vastuvõetud impulsid ülijuhtivale interferentsiseadmele, milles signaali võimendatakse nii, et detektor saab selle fikseerida.
Kogu see struktuur on paigutatud kiirguskaitsetesse, mille eesmärk on kaitsta väliskiirguse häirete eest, ja jahutatakse peaaegu absoluutse nullini.
Seega osutus loodud detektor suuteliseks registreerima gravitatsioonilisi häireid sagedustega megahertsi vahemikus.
Teadlased katsetasid saadud seadet 153 päeva ning selle aja jooksul viidi läbi kaks pikka seanssi, mis toimusid 2019. aasta mais ja novembris.
Nende katsete käigus suutis uus detektor salvestada kaks kõige haruldasemat kõrgsageduslikku sündmust. 5 Hz vahemikus esinenud häired registreeriti 12. mail ja 27. novembril 2019.
Kust täpselt salvestatud signaalid tulid, pole teadlastel aimugi, kuid oletus on olemas et tumeenergia osakesed, mida nimetatakse WIMP-deks, astusid loodud detektoriga interaktsiooni.
Kuid teadlased ei välista ka võimalust, et registreeritud interaktsioonid on laetud osakeste olemasolu tagajärg või detektoris endas kogunenud mehaanilise pinge tavapärase avaldumise või sisemise aatomiprotsessi tulemusena kristall.
Hoolimata asjaolust, et on mõningast ebakindlust, on teadlased endiselt täis optimismi. Eksperiment näitas ju esimest korda, et neid seadmeid saab kasutada väga tundlike gravitatsioonilainete detektoritena.
Samuti plaanivad teadlased oma detektorit modifitseerida ja olla võimelised registreerima veelgi kõrgema sagedusega häireid. Ja teadlased tahavad kasutada sama kvartsdetektorit koos kosmiliste osakeste müondetektoriga.
Kas teile meeldis materjal? Seejärel hinnake seda ja ärge unustage kanalit tellida. Täname tähelepanu eest!