Vědci vytvořili detektor temné hmoty, který už zaznamenal první signály

Skupina inženýrů, složená ze zástupců Kompetenčního centra pro fyziku temné hmoty, spolu s zástupci University of Western Australia, úspěšně vyvinula zcela nový detektor gravitačních vln typ.

A nový detektor již dokázal zaznamenat dva signály, které se mohou dobře ukázat jako signály temné hmoty. Také registrované události mohou být signály z prvotních černých děr nebo obecně projev vnější interference. Rád bych zdůraznil, že takové signály již žádný ze stávajících detektorů nemůže registrovat.

Nový detektor gravitačních vln a jeho perspektivy

Jak víte, gravitační vlny nejsou nic jiného než kolísání gravitačního pole, které se šíří doslova celým vesmírným prostorem po plátně časoprostoru. A tyto vlny vznikají díky pohybu objektů s obrovskou hmotností (například černé díry).

Samotná možnost existence gravitačních vln byla v obecné teorii relativity předpovězena před více než sto lety. Svou realitu ale mohli experimentálně potvrdit až v roce 2015 díky použití supersenzitivu detektory (mimochodem, právě za první registraci gravitačních vln na světě byla v roce 2017 udělena Nobelova cena rok).

Takže gravitační poruchy zaznamenané v roce 2015 byly výsledkem sloučení dvou černých děr do jedné.

Od té doby přístroje opakovaně zaznamenávaly gravitační poruchy, ale jako autoři nového předchozí generace zařízení byly schopny detekovat extrémně nízké frekvence rozhořčení. A detekce vysokofrekvenčních gravitačních poruch je pro moderní fyziky skličující úkol.

A nový detektor je prvním zařízením svého druhu, jehož úkolem je přesně registrovat vysokofrekvenční poruchy. A ve skutečnosti detektor není nic jiného než rezonátor objemových akustických vln, implementovaný na křemenném oscilátoru.

Křemenný disk tedy vibruje se zvýšenou frekvencí, když jím procházejí akustické vlny. Protože křemen má piezoelektrický efekt, akustické vlny se přeměňují na elektrické impulsy, které jsou přijímány speciálními vodivými deskami připojenými k křemenný kotouč.

Tyto podložky přenášejí přijaté impulsy do supravodivého rušivého zařízení, ve kterém se signál zesílí, aby jej detektor mohl zafixovat.

Celá tato konstrukce je umístěna v radiačních štítech, jejichž účelem je chránit před rušením vnějšího záření, a je chlazena téměř na absolutní nulu.

Ukázalo se tedy, že vytvořený detektor je schopen registrovat gravitační poruchy s frekvencemi v rozsahu megahertzů.

Vědci výsledné zařízení testovali po dobu 153 dní a během tohoto období byla provedena dvě dlouhá sezení, která proběhla v květnu a listopadu 2019.

Během těchto testů dokázal nový detektor zaznamenat dvě nejvzácnější vysokofrekvenční události. Poruchy, které se vyskytly v rozsahu 5 Hz, byly zaznamenány 12. května a 27. listopadu 2019.

Odkud přesně se zaznamenané signály vzaly, vědci netuší, ale existuje předpoklad že částice temné energie, které se nazývají WIMP, vstoupily do interakcí s vytvořeným detektorem.

Vědci ale také nevylučují možnost, že zaznamenané interakce jsou výsledkem přítomnosti nabitých částic resp výsledek obvyklého projevu akumulovaného mechanického napětí v samotném detektoru nebo vnitřním atomárním procesem krystal.

Navzdory skutečnosti, že existuje určitý prvek nejistoty, vědci jsou stále plni optimismu. Ostatně experiment poprvé ukázal, že tato zařízení lze použít jako vysoce citlivé detektory gravitačních vln.

Vědci také plánují upravit svůj detektor a být schopni registrovat ještě vyšší frekvenční poruchy. A vědci chtějí použít stejný křemenný detektor ve spojení s mionovým detektorem kosmických částic.

Líbil se vám materiál? Pak ho ohodnoťte a nezapomeňte se přihlásit k odběru kanálu. Děkuji za pozornost!