Предполага се, че по-голямата част от материята във вселената около нас е тъмна материя. Смята се, че само около 15% е видима и осезаема материя, а останалите 85% са тъмна материя, която никога не е била определена. Учени от Съединените щати предложиха експериментална схема, която може да помогне експериментално да открие съществуването на тъмна материя, за което започнаха да използват свръхпроводящ кубит.
Физиците от лабораторията Ферми и Чикагския университет са разработили нов експеримент, по време на който ще бъде възможно да се търсят две хипотетични частици, предложени като кандидати за тъмна материя - това са тъмни фотони и аксиони. Първите могат да се смесват с обикновени фотони, но в същото време трябва да имат маса, а вторите са способни да се разделят на два фотона при определени условия. Всеки от тези кандидати може потенциално да се прояви там, където обикновените фотони не трябва да бъдат. Един тъмен фотон може спонтанно да се превърне в обикновен фотон, а аксионът, когато взаимодейства с магнитно поле, може да излъчи два обикновени фотона.
Изследователите са разработили устройство, което блокира обикновените фотони и усилва всички фотони, които могат да бъдат произведени от взаимодействия с тъмна материя (тъмни фотони или аксиони). Веригата за откриване включва свръхпроводящ микровълнов резонатор, изработен от алуминий с чистота 99,9999%. Вътре в резонатора има антена под формата на свръхпроводящ кубит. Тя е тази, която ще открие фотони в резонатора, ако изведнъж се появят там.
Резонаторът и кубитът се охлаждат до температура, много, много близка до абсолютната нула - до -273,1°C (абсолютната нула е на ниво -273,15°C). Системата е в състояние да улови фотон до 50 пъти по време на живота на тази частица от 500 μs, което е необходимо, за да се потвърди надеждно появата му в изолиран резонатор.
В идеалния случай, казват изследователите, температурата на резонатора и кубита трябваше да бъде понижена до -273,14°C, тогава фоновият шум и ефектът му върху кубита биха били напълно елиминирани, но това е технологично невъзможно днес. Трябва да се отбележи, че експериментът за лов на тъмна материя все още не е проведен. Това е само концепция, която изследователите казаха на Physical Review Letters.
Прочетете също:
- Квантовата технология ускорява търсенето на тъмна материя
- Германците ще създадат квантов компютър на базата на свръхпроводящи кубити