Zinātnieki radījuši tumšās vielas detektoru, kas jau fiksējis pirmos signālus
Inženieru grupa, kas sastāv no Tumšās matērijas fizikas kompetences centra pārstāvjiem kopā ar Rietumaustrālijas universitātes pārstāvji, ir veiksmīgi izstrādājis pilnīgi jaunu gravitācijas viļņu detektoru veids.
Un jaunajam detektoram jau ir izdevies ierakstīt divus signālus, kas var izrādīties tumšās vielas signāli. Tāpat reģistrētie notikumi var būt signāli no pirmatnējiem melnajiem caurumiem vai vispār ārēju traucējumu izpausme. Vēlos uzsvērt, ka šādus signālus vairs nevar reģistrēt neviens no esošajiem detektoriem.
Jauns gravitācijas viļņu detektors un tā izredzes
Kā jūs zināt, gravitācijas viļņi ir nekas vairāk kā gravitācijas lauka svārstības, kas izplatās burtiski pa visu kosmisko telpu gar telpas-laika audeklu. Un šie viļņi veidojas, pārvietojoties objektiem ar milzīgu masu (piemēram, melnajiem caurumiem).
Pati gravitācijas viļņu pastāvēšanas iespēja vispārējā relativitātes teorijā tika prognozēta vairāk nekā pirms simts gadiem. Bet viņi spēja eksperimentāli apstiprināt savu realitāti tikai 2015. gadā, pateicoties supersensitīva izmantošanai detektori (starp citu, par pirmo gravitācijas viļņu reģistrāciju pasaulē 2017. gadā tika piešķirta Nobela prēmija gads).
Tātad 2015. gadā reģistrētie gravitācijas traucējumi radās divu melno caurumu saplūšanas rezultātā vienā.
Kopš tā laika instrumenti vairākkārt ir ierakstījuši gravitācijas traucējumus, taču, kā autori jauno detektors, iepriekšējo paaudžu ierīces spēja noteikt ārkārtīgi zemas frekvences sašutumu. Un augstfrekvences gravitācijas traucējumu noteikšana mūsdienu fiziķiem ir biedējošs uzdevums.
Un jaunais detektors ir pirmā šāda veida ierīce, kuras uzdevums ir precīzi reģistrēt augstfrekvences traucējumus. Un patiesībā detektors ir nekas cits kā lielapjoma akustisko viļņu rezonators, kas ieviests uz kvarca oscilatora.
Tātad kvarca disks vibrē ar paaugstinātu frekvenci, kad caur to iet akustiskie viļņi. Tā kā kvarcam ir pjezoelektrisks efekts, akustiskie viļņi tiek pārveidoti par elektriskie impulsi, kurus uztver īpašas vadošas plāksnes, kas piestiprinātas pie kvarca disks.
Šie spilventiņi pārraida saņemtos impulsus supravadītāja traucējumu ierīcei, kurā signāls tiek pastiprināts, lai detektors varētu to fiksēt.
Visa šī konstrukcija ir ievietota starojuma vairogos, kuru mērķis ir aizsargāt pret ārējā starojuma traucējumiem, un tiek atdzesēts līdz gandrīz absolūtai nullei.
Tādējādi izveidotais detektors izrādījās spējīgs reģistrēt gravitācijas traucējumus ar frekvencēm megahercu diapazonā.
Zinātnieki testēja iegūto ierīci 153 dienas, un šajā laika posmā tika veiktas divas garas sesijas, kas notika 2019. gada maijā un novembrī.
Šo testu laikā jaunais detektors spēja ierakstīt divus no retākajiem augstfrekvences notikumiem. Traucējumi, kas radās 5 Hz diapazonā, tika reģistrēti 2019. gada 12. maijā un 27. novembrī.
No kurienes tieši nāca ierakstītie signāli, zinātniekiem nav ne jausmas, taču pastāv pieņēmums ka tumšās enerģijas daļiņas, kuras sauc par WIMP, iesaistījās mijiedarbībā ar izveidoto detektoru.
Bet zinātnieki arī neizslēdz iespēju, ka reģistrētā mijiedarbība ir lādētu daļiņu klātbūtnes rezultāts vai parastās uzkrātās mehāniskās spriedzes izpausmes rezultāts pašā detektorā vai iekšēja atomu procesa rezultātā kristāls.
Neskatoties uz to, ka pastāv zināma nenoteiktība, zinātnieki joprojām ir optimisma pilni. Galu galā eksperiments pirmo reizi parādīja, ka šīs ierīces var izmantot kā ļoti jutīgus gravitācijas viļņu detektorus.
Tāpat zinātnieki plāno modificēt savu detektoru un spēs reģistrēt vēl augstākas frekvences traucējumus. Un zinātnieki vēlas izmantot to pašu kvarca detektoru kopā ar kosmisko daļiņu mūona detektoru.
Vai jums patika materiāls? Pēc tam novērtējiet to un neaizmirstiet abonēt kanālu. Paldies par jūsu uzmanību!