Qora moddalar haqida eshitganmisiz?

Yaqinda Delaver universiteti, Arizona universiteti va Xaverford kolleji tadqiqotchilari ixcham akustik rezonatorlardan foydalanib, skalyar qorong'u materiyani qidirish g'oyasini taqdim etdilar. Ularning "Fizikaviy sharhlar maktublari" da nashr etilgan qog'ozi, qorong'u moddalarni qidirishda mexanik tizimlarning imkoniyatlarini nazariy jihatdan namoyish etadi.
"Optomekanika sohasida aspirant sifatida boshlagan nazariyotshunos sifatida, tajribali hamkasblarim tomonidan yangi fizik hodisalarni aniqlash uchun sensorlar sifatida rivojlanayotgan ba'zi ajoyib jihozlardan foydalanish mumkinmi, deb ko'p o'ylardim", deydi Svati Singx. tadqiqotni olib borgan tadqiqotchilar Phys.orgga ma'lum qilishdi. "Men qorong'u materiyaning ayrim turlari davriy kuchlanish signaliga qanday olib kelishi mumkinligi to'g'risida qog'ozni o'qiganimda, pulsarlardan tortishish to'lqinlarini aniqlash bo'yicha oldingi ishimga aloqani o'rnatdim. Yaqinda chop etilgan maqolamizning maqsadi juda ko'p narsalar haqida va'da berish edi. Qorong'u moddaning sensori sifatida mexanik qurilmalarning keng doirasi. "
Ko'p yillar davomida nazariy fiziklar yorug'likni chiqarmaydigan, aks ettirmaydigan yoki singdirmaydigan zarralar mavjudligini va shuning uchun materiyani o'rganish uchun an'anaviy vositalardan foydalanib aniqlab bo'lmaydigan zarrachalar mavjudligini bashorat qilishmoqda. Ko'pgina tadqiqotchilar qorong'u modda deb nomlanuvchi ushbu zarralarni aniqlashga harakat qilishgan bo'lsa-da, ularning aniq tabiati noma'lumligicha qolmoqda.
"Biz qorong'u materiya nima ekanligini bilmasak ham, nazariy jihatdan asoslangan zarrachalarga e'tibor qaratish orqali qidiruvni soddalashtirishimiz mumkin", dedi yaqinda o'tkazilgan tadqiqotda ishtirok etgan boshqa tadqiqotchi Jek Manli. "Biz" ultralight "qorong'i materiyani qidirishni tanladik: nazariy jihatdan neytrinlardan engilroq zarralar."
Tadqiqotchilar gipertenziv qorong'i modda neytrinolalarga qaraganda juda engil va engilroq deb faraz qilishmoqda. Agar shunday qorong'u materiya zarralari mavjud bo'lganida, ularning zichligi shunchalik katta ediki, ularni normal materiyada to'lqin kabi bezovtalik keltirib chiqaradigan galaktika ichiga kirib boradigan suyuqlik sifatida ko'rish yaxshiroq bo'lar edi.
"Ultratight qorong'i materiya gipotezasi tor-nazariy stsenariylarga asoslangan va bundan tashqari, ko'proq qorong'u molekulalarning bashoratlari va qorong'i materiyaning galaktik miqyosda tarqalishi o'rtasidagi ba'zi bir tafovutlarni tushuntirib berishi mumkin", tadqiqotda ishtirok etgan boshqa tadqiqotchi Daniel Grin. , Phys.org ga ma'lum qildi.
O'zlarining tadqiqotlarida Singx, Manli, Grin va ularning hamkasblari atomlarning kattalashishiga olib keladigan, skalyar qorong'u modda deb ataladigan zarrachaning ma'lum bir turini qidirishgan. Bu tebranish bitta atom uchun ahamiyatsiz bo'lar edi, ammo uni bir necha atomlardan tashkil topgan jismlarda kuchaytirish mumkin. Ushbu tebranish bilan tabiiy ravishda tebranadigan narsalar musiqiy asbobga o'xshab ta'sirini yanada kuchaytirishi mumkin.
"Bizning ishimizning asosiy elementi bu qorong'u materiyaning chastotasida tebranadigan va juda toza rezonans yaratadigan mexanik jismlar sinfini aniqlashdir", dedi tadqiqotni o'tkazgan boshqa tadqiqotchi Dalziel Uilson Phys.orgga. "Biz ushbu qurilmalarni juda jim, kriogenik muhitda, yorug'lik turini mikrofon sifatida ishlatishni tinglashni taklif qilamiz."
Tadqiqotchilar skalyar qorong'u materiya nomzodlarini qidirishda supero'tkazuvchi geliy yoki bitta kristall materiallardan tayyorlangan akustik ixcham rezonatorlardan foydalanishni istaydilar. Ularning nazariy bashoratlari shuni ko'rsatadiki, ushbu rezonatorlar ilgari ishlanmagan parametr maydonining keng segmentiga kirishlari mumkin.
Umuman olganda, Singx, Manley, Grin, Uilson va ularning hamkasblari tomonidan o'tkazilgan so'nggi tadqiqot, mexanik tizimlarning sm-shkalasida ilgari o'rganilmagan rejimlarda, zarrachalarning massalari individual o'lchovlari bilan aniqlanishi uchun eng katta mexanik tizimlarning potentsialiga urg'u beradi. 10-48 kg dan 10-42 kg gacha. Kelgusida ushbu rezonatorlar qorong'u materiyani, ayniqsa, ultra yorug'lik rejimini izlashda hal qiluvchi rol o'ynashi mumkin.
"Kvant optikasi va yuqori energiyali fizika jamoalari o'rtasidagi hamkorlikni kuchaytirish orqali (zarrachalar fizigi Daniel Grin ishtirokidagi kabi) biz qorong'u materiya uchun yangi detektorlarning motivatsiyasi va cheklashlari to'g'risida yaxshiroq tushunishni rivojlantirishimiz mumkin", dedi Singx.
Qorong'u fotonlar, fotonlarga matematik o'xshash deb faraz qilingan zarralar eng mashhur vektorli qora materiya nomzodlaridan biridir. Ushbu zarralar ilgari hech qachon kuzatilmagan bo'lsa-da, hozir ular to'g'risida juda ko'p nazariya mavjud.
Keyingi izlanishlarida tadqiqotchilar quyuq fotonlarni qidirishda ixcham rezonatorlardan foydalanishni xohlashadi. Ularning dastlabki hisob-kitoblariga ko'ra, ushbu mexanik qurilmalar qorong'u fotonlarning normal materiyaga qanday bog'lanishiga yangi chegaralar o'rnatishi mumkin, ammo bu faqat eksperimental tadqiqotlar bilan tasdiqlanishi mumkin.
"Biz hozirda atomlarning o'lchamiga emas, balki bir-biriga mos keladigan vektorli qorong'u materiyani qidirish uchun tajriba ishlab chiqmoqdamiz", dedi Uilson. "Oddiy torli yoki barabanga o'xshash mexanik rezonator bunday tebranishlarga sezgir bo'ladi. Qizig'i shundaki, bo'shliq optomekanikasi sohasida santimetrli nanostrings va membranalarning miqdoriy harakatlarini o'lchash bo'yicha harakatlar mavjudligi uchun yangi to'siqlarni keltirib chiqarishi mumkin edi. bunday qorong'u materiyaning ".