Pirmasis pasaulyje tamsiųjų medžiagų tyrėjų sukurtas detektorius fiksuoja retus įvykius

Kvarco kristalų garso bangų rezonatorius.

Naujovišką detektorių, skirtą naudoti kvarcą aukšto dažnio gravitacinėms bangoms fiksuoti, sukūrė ARC tamsiosios dalelių fizikos kompetencijos centro (CDM) ir Vakarų Australijos universiteto mokslininkai.


Per pirmąsias 153 jo veikimo dienas buvo atskleisti du įvykiai, kurie iš esmės galėtų būti aukštas dažnis gravitacinės bangosKurio mokslininkai anksčiau neužfiksavo.

Šias aukšto dažnio gravitacines bangas gali sukelti pirmapradė juodoji skylė arba tamsiosios medžiagos dalelių debesis.

Rezultatai buvo paskelbti šį mėnesį fiziniai peržiūros pranešimai Straipsnyje „Retų įvykių aptikimas naudojant aukšto dažnio masyvios garso bangos gravitacinės bangos anteną“.

Gravitacines bangas iš pradžių numatė Albertas Einšteinas, teigdamas, kad astronominių objektų judėjimas gali sukelti erdvės ir laiko kreivės bangas, kurios gali būti siunčiamos per Visatą, kaip ir bangos, kurias sukelia akmenys, nukritę į plokščią balą. Šią prognozę patvirtino 2015 m., Pirmą kartą aptikęs gravitacinių bangų signalą.

Mokslininkai mano, kad žemo dažnio gravitacines bangas sukelia dvi besisukančios ir susiliejančios juodosios skylės arba žvaigždės išnykimas juodojoje skylėje.

Nuo to laiko prasidėjo nauja gravitacinių bangų tyrimų era, tačiau dabartinė aktyvių detektorių karta turi didelį jautrumą tik žemo dažnio signalams; Aukšto dažnio gravitacinių bangų aptikimas išliko neištirtas ir labai sudėtingas astronomijos frontas. Nors daugiausia dėmesio skiriama žemas dažnis Gravitacinės bangos, yra daug teorinių pasiūlymų dėl aukšto dažnio GW šaltinių, taip pat, pavyzdžiui, pirmapradžių juodųjų skylių.

Naujasis detektorius, sukurtas CDC tyrimų grupės, skirtos fiksuoti aukšto dažnio gravitacines bangas, yra pastatytas aplink kvarco kristalų akustinių bangų (BAW) rezonatorių. Šio prietaiso esmė yra kvarco kristalų diskas, kuris gali vibruoti aukštais dažniais dėl garso bangų, sklindančių per jo storį. Tada stimuliuokite šias bangas elektros krūvis Per prietaisą, kurį galima aptikti padėjus laidžias plokštes ant kvarco disko išorinių paviršių.

BAW yra prijungtas prie superlaidžio kvantinių trukdžių įtaiso, žinomo kaip SQUID, kuris veikia kaip labai jautrus BAW kvarcinės žemos įtampos signalo stiprintuvas. Šis agregatas buvo įdėtas į kelis radiacinius skydus, kad apsaugotų jį nuo pasklidusių elektromagnetinių laukų, ir atšaldytas iki žemos temperatūros, kad būtų galima aptikti mažos energijos kvarcinio kristalo akustinius virpesius kaip didelę įtampą naudojant SQUID stiprintuvą.

Komanda, kurią sudarė daktaras Maksimas Gorjačiovas, profesorius Michaelas Toparas, Williamas Campbellas, Ik Seung-Heng, Serge Gallio ir profesorius Eugenijus Ivanovas, dabar stengsis nustatyti signalo pobūdį, kuris galėtų patvirtinti aukšto dažnio gravitacinių bangų aptikimą.

Kempbelas sakė, kad gravitacinė banga yra tik potencialus kandidatas, kuris buvo atrastas, tačiau kiti to paaiškinimai gali būti krūvio dalelių buvimas ar mechaninio įtempio susidarymas, meteorito įvykis ar vidinis atominis procesas. Taip pat gali būti dėl didelės masės tamsiosios medžiagos sąveikos su detektoriumi.

„Įdomu tai, kad šis įvykis parodė, kad naujas reagentas yra jautrus ir duoda mums rezultatų, tačiau dabar turime tiksliai nustatyti, ką šie rezultatai reiškia“, – sakė Campbellas.

„Atlikdami šį darbą, mes pirmą kartą parodėme, kad šie prietaisai gali būti naudojami kaip labai jautrūs gravitacinių bangų detektoriai. Šis eksperimentas yra vienas iš dviejų šiuo metu veikiančių pasaulyje, ieškančių aukšto dažnio gravitacinių bangų šiais dažniais ir mes planuoja išplėsti savo pasiekiamumą iki šių dažnių aukščiau, kur anksčiau nebuvo atlikti jokie kiti eksperimentai. Šios technikos sukūrimas galėtų suteikti pirmąjį šių aukštų dažnių gravitacinių bangų aptikimą, suteikdamas mums naujų įžvalgų apie šią gravitacinių bangų astronomijos sritį.

„Naujos kartos eksperimentas apims detektoriaus ir muono versijos kūrimą detektorius jautrus kosminėms dalelėms. „Jei du detektoriai ras gravitacines bangas, tai būtų tikrai įdomu“, – sakė jis.


Didysis sprogimas: kaip mes stengiamės jo „klausytis“, ir nauja fizika, kurią jis gali atskleisti


daugiau informacijos:
Maxim Goryachev ir kt., Reti įvykiai buvo aptikti naudojant didžiulę garso bangų aukšto dažnio gravitacinių bangų anteną, fiziniai peržiūros pranešimai (2021). DOI: 10.1103/ PhysRevLett.127.071102

citata: Pirmasis pasaulyje tamsiųjų medžiagų tyrėjų sukurtas detektorius fiksuoja retus įvykius (2021 m., Rugpjūčio 24 d.) Gauta 2021 m. Rugpjūčio 24 d. Iš https://phys.org/news/2021-08-world-first-detector-dark-rare- įvykių . programavimo kalba

Šis dokumentas yra saugomas autorių teisių. Nepaisant sąžiningo elgesio privačių studijų ar tyrimų tikslais, jokia dalis negali būti atgaminta be raštiško leidimo. Turinys pateikiamas tik informaciniais tikslais.

READ  NASA zondas prieš nusileidžiant į Marsą išgyvena „septynias teroro minutes“

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *