Det antas at det store flertallet av materie i universet rundt oss er mørk materie. Det antas at bare rundt 15% er synlig og håndgripelig materie, og de resterende 85% er mørk materie, som aldri har blitt bestemt. Forskere fra USA har foreslått et eksperimentopplegg som kan hjelpe eksperimentelt med å oppdage eksistensen av mørk materie, som de begynte å bruke en superledende qubit for.
Fysikere fra Fermi Laboratory og University of Chicago har utviklet et nytt eksperiment, der det vil være mulig å søke etter to hypotetiske partikler foreslått som kandidater for mørk materie – disse er mørke fotoner og aksioner. Førstnevnte kan blandes med vanlige fotoner, men må samtidig ha masse, og sistnevnte er i stand til å dele seg i to fotoner under visse forhold. Hver av disse kandidatene kan potensielt manifestere seg der vanlige fotoner ikke burde være. Et mørkt foton kan spontant bli til et vanlig foton, og et aksion, når det samhandler med et magnetfelt, kan sende ut to vanlige fotoner.
Forskere har utviklet en enhet som blokkerer vanlige fotoner og forsterker alle fotoner som kan produseres ved interaksjoner med mørk materie (mørke fotoner eller aksioner). Deteksjonskretsen inkluderer en superledende mikrobølgeresonator laget av aluminium med en renhet på 99,9999 %. Inne i resonatoren er en antenne i form av en superledende qubit. Det er hun som vil oppdage fotoner i resonatoren, hvis de plutselig dukker opp der.
Resonatoren og qubiten avkjøles til en temperatur veldig, veldig nær absolutt null - til -273,1°C (absolutt null er på nivået -273,15°C). Systemet er i stand til å fange et foton opptil 50 ganger i løpet av 500-μs levetiden til denne partikkelen, noe som er nødvendig for å pålitelig bekrefte dets utseende i en isolert resonator.
Ideelt sett, sier forskerne, burde temperaturen på resonatoren og qubiten vært senket til -273,14°C, da ville bakgrunnsstøyen og dens effekt på qubiten vært fullstendig eliminert, men dette er teknologisk umulig i dag. Det skal bemerkes at jaktforsøket på mørk materie ennå ikke er utført. Dette er bare et konsept, som forskerne fortalte Physical Review Letters.
Les også:
- Kvanteteknologi akselererer søket etter mørk materie
- Tyskerne skal lage en kvantedatamaskin basert på superledende qubits