Харанхуй бодис илрүүлэгч нь анхны дохиог илрүүлдэг

Харанхуй бодис илрүүлэгч нь анхны дохиог илрүүлдэг
Харанхуй бодис илрүүлэгч нь анхны дохиог илрүүлдэг
Anonim

Харанхуй материалын физикийн ур чадварын төв болон Баруун Австралийн их сургуулийн судлаачид шинэ төрлийн таталцлын долгион илрүүлэгч бүтээжээ. Энэхүү хэрэгсэл нь харанхуй бодисын дохио байж болох ховор хоёр үйл явдлыг саяхан тэмдэглэжээ. Өөр нэг тайлбар: эдгээр нь анхдагч хар нүхний дохио эсвэл бүр гадны хөндлөнгийн оролцооны илрэл юм.

Эдгээр дохиог одоо байгаа таталцлын долгионы детекторуудын ихэнх нь барьж чадахгүй гэдгийг бид нэмж хэллээ. Тэд өмнө нь бүртгүүлж байгаагүй. Эрдэмтэд олж авсан үр дүнгийн талаархи тайланг Scientific Review Letters шинжлэх ухааны сэтгүүлд нийтэлжээ.

Таталцлын долгион гэдэг нь сансрын цаг хугацааны зураг дээрх долгион хэлбэрээр сансарт тархдаг таталцлын талбайн өөрчлөлт юм. Эдгээр нь асар том биетүүд, жишээлбэл, хар нүхний хөдөлгөөнөөс болж гарч ирдэг.

Таталцлын долгион оршин тогтнохыг зуу гаруй жилийн өмнө ерөнхий харьцангуйн таамаглаж байсан. Физикчид эдгээр хэт сул дорой байдлыг тусгай хэт мэдрэмтгий детекторын тусламжтайгаар зөвхөн 2015 онд илрүүлж чадсан бөгөөд үүнийхээ төлөө 2017 онд Нобелийн шагнал хүртжээ.

2015 онд бүртгэгдсэн таталцлын долгион нь хоёр жижиг хар нүхийг нэгтгэснээр үүссэн асар том хар нүхний дохио юм.

2015 оноос хойш детекторууд таталцлын долгионы дохиог удаа дараа бүртгэж байсан. Гэсэн хэдий ч Австралийн эрдэмтдийн үзэж байгаагаар (шинэ детекторын зохиогчид), одоогийн үеийн таталцлын долгионы детекторууд нь зөвхөн бага давтамжтай долгионыг авах боломжтой юм. Өндөр давтамжтай таталцлын долгионыг илрүүлэх арга нь судлагдаагүй хэвээр байгаа бөгөөд астрофизикийн хувьд туйлын хэцүү байгаа гэж Баруун Австралийн их сургуулийн хэвлэлийн мэдээнд дурджээ.

Зүгээр л өндөр давтамжтай таталцлын долгионыг бүртгэхийн тулд Харанхуйн бодисын физикийн чиглэлээр Чадварын төвд детекторыг бий болгосон. Детектор бол кварцын болор дээр суурилсан их хэмжээний акустик долгионы резонатор юм - кварцын осциллятор.

Кварцын диск нь акустик долгион дамжин өнгөрөх үед өндөр давтамжтайгаар чичирдэг. Пьезоэлектрик шинж чанартай кварцын болор нь акустик чичиргээг цахилгаан цэнэг болгон хувиргадаг. Энэ цэнэгийг кварцын диск дээр дарагдсан цахилгаан дамжуулагч хоёр хавтан авдаг. Тэд цахилгаан дамжуулалтыг хэт дамжуулагч квант интерференцийн төхөөрөмжид дамжуулдаг бөгөөд энэ нь дохиог олшруулдаг бөгөөд ингэснээр детектор түүнийг авах боломжтой болно.

Энэхүү бүтцийг бүхэлд нь гадны цахилгаан соронзон цацраг хэлбэрээр хөндлөнгийн оролцооноос хамгаалдаг хэд хэдэн цацрагийн бамбай дотор байрлуулсан бөгөөд бараг туйлын тэг хүртэл хөргөнө. Ийм детектор нь мегагерц мужид давтамжтай таталцлын долгионоос ирж буй дохиог илрүүлж чаддаг.

Австралийн эрдэмтэд детектороо 153 хоногийн турш туршжээ. Энэ нь судлаачдын 2019 оны 5, 11 -р сард хийсэн туршилтын хоёр үргэлжлэх хугацаа байв.

Эдгээр хуралдааны үеэр шинэ таталцлын долгион илрүүлэгч өндөр давтамжийн хоёр ховор тохиолдлыг бүртгэсэн байна. Таван мегагерц давтамжтай дохиог 5 -р сарын 12, 11 -р сарын 27 -нд бүртгэсэн.

Эдгээр дохио хаанаас ирсэн нь одоогоор тодорхойгүй байгаа боловч эрдэмтэд харанхуй бодисын нэр дэвшигчид - онолчдыг WIMP гэж нэрлэдэг тоосонцор нь детектортойгоо ингэж харьцдаг гэж үздэг.

Гэсэн хэдий ч детектор хүлээн авсан дохио нь таталцлын долгион биш, харин цэнэглэгдсэн тоосонцор байгаа эсэх эсвэл детекторт механик стресс хуримтлагдаж байгаагийн илрэл, солирын үзэгдэл эсвэл дотоод атомын үйл явц байж магадгүй юм. болор гэж детекторын зохиогчид хэлэв.

Хүлээн авсан дохионуудын талаар тодорхой мэдээлэл байхгүй байгаа ч харанхуй материалын физикийн чадварын төв болон Баруун Австралийн их сургуулийн эрдэмтэд өөдрөг үзэлтэй байна.

Баруун Австралийн Их Сургуулийн Майкл Тобар хэлэхдээ "Эдгээр төхөөрөмжүүдийг хүндийн хүчний мэдрэмтгий долгионы детектор болгон ашиглаж болохыг бид энэ ажилд анх удаа харууллаа. Эдгээр давтамж дахь өндөр давтамжийн таталцлын долгион, бид өргөжүүлэх төлөвлөгөөтэй байна." Манай детекторын чадвар нь урьд өмнө өөр туршилтанд байгаагүй өндөр давтамжтай байдаг."

Эрдэмтэд тэдний ашиглаж буй технологийг хөгжүүлснээр ийм өндөр давтамжид таталцлын долгионыг анх илрүүлэх боломжтой гэж онцолжээ.

Дараагийн туршилтаар судлаачид ижил кварцын детекторыг сансрын бөөмсийн муон илрүүлэгчтэй хамт ашиглах гэж байна.

Зөвлөмж болгож буй: