Gli scienziati hanno creato un rivelatore di materia oscura, che ha già registrato i primi segnali

Un gruppo di ingegneri, composto da rappresentanti del Centro di Competenza per la Fisica della Materia Oscura, insieme a rappresentanti della University of Western Australia, ha sviluppato con successo un rivelatore di onde gravitazionali completamente nuovo genere.

E il nuovo rivelatore è già riuscito a registrare due segnali, che potrebbero benissimo rivelarsi segnali di materia oscura. Inoltre, gli eventi registrati possono essere segnali di buchi neri primordiali o, in generale, una manifestazione di interferenza esterna. Vorrei sottolineare che tali segnali non possono più essere registrati da nessuno dei rilevatori esistenti.

Nuovo rivelatore di onde gravitazionali e sue prospettive

Come sapete, le onde gravitazionali non sono altro che fluttuazioni nel campo gravitazionale, che si propagano letteralmente nell'intero spazio cosmico lungo la tela dello spazio-tempo. E queste onde si formano a causa del movimento di oggetti con una massa enorme (ad esempio buchi neri).

La possibilità stessa dell'esistenza delle onde gravitazionali è stata prevista nella relatività generale più di cento anni fa. Ma sono stati in grado di confermare sperimentalmente la loro realtà solo nel 2015 grazie all'uso di supersensibili rivelatori (a proposito, è stato per la prima registrazione al mondo di onde gravitazionali che il Premio Nobel è stato assegnato nel 2017 anno).

Quindi i disturbi gravitazionali registrati nel 2015 sono stati il ​​risultato della fusione di due buchi neri in uno.

Da allora, gli strumenti hanno ripetutamente registrato perturbazioni gravitazionali, ma, come gli autori del nuovo rivelatore, le generazioni precedenti di dispositivi erano in grado di rilevare frequenze estremamente basse indignazione. E il rilevamento di disturbi gravitazionali ad alta frequenza è un compito arduo per i fisici moderni.

E il nuovo rivelatore è il primo dispositivo del suo genere, il cui compito è registrare con precisione i disturbi ad alta frequenza. E, infatti, il rivelatore non è altro che un risonatore di onde acustiche bulk, implementato su un oscillatore al quarzo.

Quindi un disco di quarzo vibra a una frequenza maggiore quando le onde acustiche lo attraversano. Poiché il quarzo ha un effetto piezoelettrico, le onde acustiche si trasformano in impulsi elettrici che vengono ricevuti da speciali piastre conduttrici fissate a disco di quarzo.

Questi pad trasmettono gli impulsi ricevuti a un dispositivo di interferenza superconduttore, in cui il segnale viene amplificato in modo che il rilevatore possa ripararlo.

L'intera struttura è collocata in schermi antiradiazioni, il cui scopo è proteggere dalle interferenze da radiazioni esterne, ed è raffreddata quasi allo zero assoluto.

Pertanto, il rivelatore creato si è rivelato in grado di registrare disturbi gravitazionali con frequenze nell'intervallo dei megahertz.

Gli scienziati hanno testato il dispositivo risultante per 153 giorni e durante questo periodo sono state eseguite due lunghe sessioni, che si sono svolte a maggio e novembre 2019.

Durante questi test, il nuovo rivelatore è stato in grado di registrare due dei più rari eventi ad alta frequenza. I disturbi che si sono verificati nella gamma dei 5 Hz sono stati registrati il ​​12 maggio e il 27 novembre 2019.

Da dove provenissero esattamente i segnali registrati, gli scienziati non hanno idea, ma c'è un'ipotesi che le particelle di energia oscura, chiamate WIMP, sono entrate in interazioni con il rivelatore creato.

Ma anche gli scienziati non escludono la possibilità che le interazioni registrate siano il risultato della presenza di particelle cariche o il risultato della normale manifestazione dello stress meccanico accumulato nel rivelatore stesso o da un processo atomico interno cristallo.

Nonostante vi sia qualche elemento di incertezza, gli scienziati sono ancora pieni di ottimismo. Dopotutto, l'esperimento ha mostrato per la prima volta che questi dispositivi possono essere utilizzati come rivelatori altamente sensibili di onde gravitazionali.

Inoltre, gli scienziati hanno in programma di modificare il loro rilevatore ed essere in grado di registrare disturbi a frequenza ancora più elevata. E gli scienziati vogliono usare lo stesso rivelatore al quarzo in combinazione con il rivelatore di muoni di particelle cosmiche.

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