Detektori i lëndës së errët zbulon sinjalet e para

Detektori i lëndës së errët zbulon sinjalet e para
Detektori i lëndës së errët zbulon sinjalet e para
Anonim

Studiuesit në Qendrën e Kompetencës në Fizikën e Materies së Errët dhe Universitetin e Australisë Perëndimore kanë krijuar një lloj të ri të detektorit të valës gravitacionale. Instrumenti kohët e fundit regjistroi dy ngjarje të rralla që mund të jenë sinjale të materies së errët. Një shpjegim alternativ: këto janë sinjale nga vrimat e zeza fillestare apo edhe shfaqja e ndërhyrjes së jashtme.

Ne shtojmë se këto sinjale nuk mund të kapen nga shumica e detektorëve ekzistues të valëve gravitacionale. Ata nuk janë regjistruar kurrë më parë. Shkencëtarët publikuan një raport mbi rezultatet e marra në revistën shkencore Physical Review Letters.

Valët gravitacionale janë ndryshime në fushën gravitacionale që përhapen në hapësirën e jashtme në formën e valëve në kanavacën e hapësirë-kohës. Ato shfaqen për shkak të lëvizjes së objekteve masive, për shembull, vrimave të zeza.

Ekzistenca e valëve gravitacionale ishte parashikuar nga relativiteti i përgjithshëm mbi një shekull më parë. Fizikantët ishin në gjendje të zbulonin këto shqetësime shumë të dobëta me ndihmën e detektorëve të posaçëm tejndjeshëm vetëm në 2015, për të cilët morën Çmimin Nobel në Fizikë në 2017.

Valët gravitacionale të regjistruara në 2015 ishin një sinjal nga një vrimë e zezë masive e krijuar nga bashkimi i dy vrimave të zeza më të vogla.

Që nga viti 2015, detektorët kanë regjistruar vazhdimisht sinjale nga valët gravitacionale. Sidoqoftë, sipas shkencëtarëve australianë (autorët e detektorit të ri), brezi aktual i detektorëve të valëve gravitacionale mund të kapin vetëm valë me frekuencë të ulët. Metodat për zbulimin e valëve gravitacionale me frekuencë të lartë mbeten të paeksploruara dhe jashtëzakonisht të vështira në astrofizikë, sipas një njoftimi për shtyp nga Universiteti i Australisë Perëndimore.

Vetëm për të regjistruar valë gravitacionale me frekuencë të lartë, një detektor u krijua në Qendrën e Kompetencës në fushën e fizikës së materies së errët. Detektori është një rezonator i valëve akustike në masë të bazuar në një kristal kuarci - një oshilator kuarci.

Një disk kuarci vibron me një frekuencë të lartë kur valët akustike kalojnë nëpër të. Një kristal kuarci me veti piezoelektrike shndërron dridhjet akustike në një ngarkesë elektrike. Kjo ngarkesë merret nga dy pllaka përçuese elektrike të shtypura kundër një disku kuarci. Ata transmetojnë një sinjal elektrik në një pajisje ndërhyrjeje kuantike superpërçuese, e cila amplifikon sinjalin në mënyrë që një detektor ta marrë atë.

E gjithë kjo strukturë është vendosur brenda disa mburojave të rrezatimit që e mbrojnë atë nga ndërhyrja në formën e rrezatimit të jashtëm elektromagnetik dhe ftohet në zero pothuajse absolute. Një detektor i tillë mund të zbulojë sinjale nga valët gravitacionale me frekuenca në rangun megahertz.

Shkencëtarët australianë testuan detektorin e tyre për 153 ditë. Kjo ishte kohëzgjatja totale e dy sesioneve të eksperimentit që studiuesit kryen në maj dhe nëntor 2019.

Gjatë këtyre sesioneve, një detektor i ri i valës gravitacionale regjistroi dy ngjarje të rralla me frekuencë të lartë. Sinjalet me një frekuencë prej rreth pesë megahertz u regjistruan në 12 maj dhe 27 nëntor.

Nga kanë ardhur këto sinjale është ende i panjohur, por shkencëtarët sugjerojnë që kandidatët për lëndë të errët - grimca që teoricienët i quajnë WIMP - ndërvepruan me detektorin e tyre në këtë mënyrë.

Sidoqoftë, është e mundur që sinjali i marrë nga detektori të mos jetë një valë gravitacionale, por një manifestim i pranisë së grimcave të ngarkuara ose akumulimit të stresit mekanik në detektor, ose një ngjarje meteorite, ose një proces atomik të brendshëm të kristali, thonë autorët e detektorit.

Pavarësisht nga mungesa e sigurisë në lidhje me sinjalet e marra, shkencëtarët nga Qendra e Kompetencës në Fizikën e Materies së Errët dhe Universiteti i Australisë Perëndimore janë optimistë.

"Në këtë punë, ne kemi demonstruar për herë të parë se këto pajisje mund të përdoren si detektorë të valëve gravitacionale shumë të ndjeshme," thotë Michael Tobar nga Universiteti i Australisë Perëndimore. Valët gravitacionale me frekuencë të lartë në këto frekuenca, dhe ne kemi plane për t'u zgjeruar aftësitë e detektorit tonë në frekuenca edhe më të larta që nuk janë parë në asnjë eksperiment tjetër më parë."

Shkencëtarët theksojnë se zhvillimi i teknologjisë që ata përdorën mund të sigurojë potencialisht zbulimin e parë të valëve gravitacionale në frekuenca kaq të larta.

Në eksperimentin tjetër, studiuesit do të përdorin të njëjtin detektor kuarci së bashku me detektorin muon të grimcave kozmike.

Recommended: