ვარაუდობენ, რომ ჩვენს ირგვლივ სამყაროში არსებული მატერიის უდიდესი ნაწილი ბნელი მატერიაა. ითვლება, რომ მხოლოდ დაახლოებით 15% არის ხილული და ხელშესახები მატერია, ხოლო დარჩენილი 85% არის ბნელი მატერია, რომელიც არასოდეს ყოფილა განსაზღვრული. შეერთებული შტატების მეცნიერებმა შემოგვთავაზეს ექსპერიმენტის სქემა, რომელიც დაეხმარება ექსპერიმენტულად აღმოაჩინოს ბნელი მატერიის არსებობა, რისთვისაც მათ დაიწყეს სუპერგამტარი კუბიტის გამოყენება.
ფერმის ლაბორატორიისა და ჩიკაგოს უნივერსიტეტის ფიზიკოსებმა შეიმუშავეს ახალი ექსპერიმენტი, რომლის დროსაც შესაძლებელი იქნება ბნელი მატერიის კანდიდატად შემოთავაზებული ორი ჰიპოთეტური ნაწილაკის მოძიება - ეს არის ბნელი ფოტონები და აქსიონები. პირველს შეუძლია ჩვეულებრივ ფოტონებთან შერევა, მაგრამ ამავდროულად უნდა ჰქონდეს მასა, ხოლო მეორეს შეუძლია გარკვეულ პირობებში გაიყოს ორ ფოტონად. თითოეულ ამ კანდიდატს შეუძლია პოტენციურად გამოხატოს თავი იქ, სადაც ჩვეულებრივი ფოტონები არ უნდა იყოს. ბნელ ფოტონს შეუძლია სპონტანურად გადაიქცეს ჩვეულებრივ ფოტონად, ხოლო აქსიონს, მაგნიტურ ველთან ურთიერთობისას, შეუძლია ასხივოს ორი ჩვეულებრივი ფოტონი.
მკვლევარებმა შეიმუშავეს მოწყობილობა, რომელიც ბლოკავს ჩვეულებრივ ფოტონებს და აძლიერებს ნებისმიერ ფოტონს, რომელიც შეიძლება წარმოიქმნას ბნელ მატერიასთან ურთიერთქმედებით (მუქი ფოტონები ან აქსიონები). გამოვლენის წრე მოიცავს ზეგამტარ მიკროტალღურ რეზონატორს, რომელიც დამზადებულია ალუმინისგან, სისუფთავით 99,9999%. რეზონატორის შიგნით არის ანტენა სუპერგამტარი კუბიტის სახით. სწორედ ის აღმოაჩენს ფოტონებს რეზონატორში, თუ ისინი იქ მოულოდნელად გამოჩნდებიან.
რეზონატორი და კუბიტი გაცივდება აბსოლუტურ ნულთან ძალიან, ძალიან ახლოს ტემპერატურამდე - -273,1°C-მდე (აბსოლუტური ნული არის -273,15°C დონეზე). სისტემას შეუძლია ფოტონის გადაღება 50-ჯერ ამ ნაწილაკების 500 μs სიცოცხლის განმავლობაში, რაც აუცილებელია საიმედოდ დაადასტუროს მისი გამოჩენა იზოლირებულ რეზონატორში.
იდეალურ შემთხვევაში, მკვლევარები ამბობენ, რომ რეზონატორის და კუბიტის ტემპერატურა -273,14°C-მდე უნდა დაეწიათ, მაშინ ფონური ხმაური და მისი გავლენა კუბიტზე მთლიანად აღმოიფხვრა, მაგრამ ეს დღეს ტექნოლოგიურად შეუძლებელია. აღსანიშნავია, რომ ბნელ მატერიაზე ნადირობის ექსპერიმენტი ჯერ არ ჩატარებულა. ეს მხოლოდ კონცეფციაა, რომელიც მკვლევარებმა Physical Review Letters-ს განუცხადეს.
ასევე წაიკითხეთ:
- კვანტური ტექნოლოგია აჩქარებს ბნელი მატერიის ძიებას
- გერმანელები ზეგამტარ კუბიტებზე დაფუძნებულ კვანტურ კომპიუტერს შექმნიან