من المفترض أن الغالبية العظمى من المادة في الكون من حولنا هي مادة مظلمة. يُعتقد أن حوالي 15٪ فقط هي مادة مرئية وملموسة ، و 85٪ المتبقية هي مادة مظلمة لم يتم تحديدها مطلقًا. اقترح علماء من الولايات المتحدة مخططًا تجريبيًا يمكن أن يساعد في الكشف التجريبي عن وجود المادة المظلمة ، حيث بدأوا في استخدام كيوبت فائق التوصيل.
طور علماء فيزياء من مختبر فيرمي وجامعة شيكاغو تجربة جديدة ، سيكون من الممكن خلالها البحث عن جسيمين افتراضيين مرشحين للمادة المظلمة - وهما الفوتونات والأكسيونات المظلمة. يمكن أن يختلط الأول مع الفوتونات العادية ، ولكن في نفس الوقت يجب أن يكون له كتلة ، والأخير قادر على الانقسام إلى فوتونين في ظل ظروف معينة. يمكن لكل من هؤلاء المرشحين أن يعبر عن نفسه بشكل محتمل حيث لا ينبغي أن تكون الفوتونات العادية. يمكن للفوتون المظلم أن يتحول تلقائيًا إلى فوتون عادي ، ويمكن أن يصدر أكسيون ، عند تفاعله مع مجال مغناطيسي ، فوتونين عاديين.
طور الباحثون جهازًا يحجب الفوتونات العادية ويضخم أي فوتونات قد تنتج عن التفاعلات مع المادة المظلمة (الفوتونات المظلمة أو المحاور). تشتمل دائرة الكشف على مرنان ميكروويف فائق التوصيل مصنوع من الألومنيوم بدرجة نقاء 99,9999٪. يوجد داخل الرنان هوائي على شكل كيوبت فائق التوصيل. هي التي ستكتشف الفوتونات في الرنان ، إذا ظهرت فجأة هناك.
يتم تبريد الرنان والكيوبت إلى درجة حرارة قريبة جدًا جدًا من الصفر المطلق - حتى -273,1 درجة مئوية (الصفر المطلق عند مستوى -273,15 درجة مئوية). النظام قادر على التقاط فوتون حتى 50 مرة خلال عمر 500 ميكرو ثانية من هذا الجسيم ، وهو أمر ضروري لتأكيد ظهوره بشكل موثوق في مرنان معزول.
من الناحية المثالية ، يقول الباحثون ، كان يجب خفض درجة حرارة الرنان والكيوبت إلى -273,14 درجة مئوية ، ثم تم القضاء تمامًا على ضوضاء الخلفية وتأثيرها على كيوبت ، لكن هذا مستحيل تقنيًا اليوم. وتجدر الإشارة إلى أن تجربة البحث عن المادة المظلمة لم يتم تنفيذها بعد. هذا مجرد مفهوم ، أخبره الباحثون برسائل المراجعة الفيزيائية.
اقرأ أيضا:
- تسرع تقنية الكم من البحث عن المادة المظلمة
- سينشئ الألمان حاسوبًا كميًا يعتمد على التوصيل الفائق للكيوبتات