Supergeleidende nanodraden zijn van plan om te gebruiken om te zoeken naar donkere materie

Een van de grootste wetenschappelijke zoektocht van onze tijd - is op jacht naar donkere materie. Natuurkundigen zijn van mening dat de stof het heelal vult en denken dat zij het bewijs van deze kunt zien in de manier waarop sterrenstelsels draaien. Het feit dat sterrenstelsels draaien zo snel dat ze moesten elkaar te breken, maar blijkbaar (of onzichtbaarheid) is er een aantal verborgen massa die voldoende zwaartekracht om ze bij elkaar te houden heeft.

Supergeleidende nanodraden zijn van plan om te gebruiken om te zoeken naar donkere materie

Dit leidde de fysici op zoek naar donkere materie op aarde. Ze bouwden tientallen observatoria, waarvan de meeste zijn in ondergrondse grotten ver onder de oppervlakte, waar de achtergrondruis is laag. Op het spel staat de glorie van de wetenschap, en degenen die donkere materie, zullen rijkelijk beloond worden.

Waarom is de donkere materie niet kan vinden?

Tot nu toe hebben natuurkundigen niets gevonden. Als donkere materie bestaat, is het zeer goed verborgen. Een mogelijkheid is dat de donkere materie deeltjes te klein zijn, zodat ze kunnen worden gevonden in de lopende experimenten. Physics wanhopig willen een meer gevoelige manier om te zoeken naar soortgelijke stoffen te vinden.

Yonit Hochberg van de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem in Israël en zijn collega's hebben een veelbelovende nieuwe sensor ontwikkeld op basis van kleine supergeleidende draden. Prototype teams hebben reeds het potentieel van deze benadering getoond.

In het hart van het nieuwe apparaat is een eenvoudig principe. Cool bepaalde metalen beneden de kritische temperatuur, en zij zullen elektriciteit geleiden zonder weerstand. Maar zodra de temperatuur boven deze drempel, de supergeleidende gedrag verdwijnt. Natuurkundigen weten dat donkere materie deeltjes niet sterk kan interageren met zichtbare materie; anders zouden ze hebben gezien. Maar donkere materie deeltjes kunnen botsen met de conventionele deeltjes.

Deze botsing komt zelden omdat gewone materie is grotendeels lege ruimte, en de deeltjes van donkere materie direct daardoorheen passeren. Maar wanneer geconfronteerd met een atoomkern of elektronen in een rooster, bijvoorbeeld de botsing veroorzaakt vibraties in het rooster, waardoor de temperatuurverhoging.

Het is deze stijging van de temperatuur is duidelijk geïdentificeerd supergeleidende nanodraden. Verhitting leidt tot het feit dat een klein deel ophoudt supergeleidende draden, en dit op zijn beurt, genereert een spanningspuls, die gemakkelijk gemeten. Bovendien is een dergelijke inrichting produceert weinig valse positieven, of helemaal niet.

Hochberg en collega's testten hun idee door het creëren van een prototype. Deze inrichting bestaat uit een aantal nanodraden wolfraamsilicide breedte van 140 nm (vergeleken met de breedte van een mensenhaar ongeveer 100.000 nm) en een lengte van 400 micrometer. De gehele machine is slechts enkele millimeters boven het absolute nulpunt, zodat de draden van wolfraam silicide worden supergeleiders.

Supergeleidende nanodraden zijn van plan om te gebruiken om te zoeken naar donkere materie

De ploeg gezien de spanningspulsen die een botsing van zwarte materie kunnen identificeren. Met de juiste screening, dat ze geen enkele pulsen te detecteren tijdens de meting 10.000 seconden. Dit legt aanzienlijke beperkingen op de aard van de donkere materie die zouden kunnen bestaan, en zijn dichtheid. Anderzijds brengt beperkingen aan de andere typen deeltjes waarvan wordt aangenomen dat natuurkunde, kunnen bestaan.

Eén van deze types - de "dark fotonen", in feite, het equivalent van een conventionele foton van donkere materie. Als ze bestaan, heeft de nieuwe detector niet gedetecteerd geen. "De resultaten van deze inrichting results aanzienlijke grenslijnen voor interactie met de elektronen van zwarte materie, inclusief de sterkste aarde begrenzing voor de absorptie van fotonen tenminste eV" zegt Hochberg.

Het werk is indrukwekkend, gezien het feit dat de nanodraden massa van slechts een paar nanogram. De volgende stap zal de productie worden op een grotere schaal. Hochberg en collega's zeggen dat de technologie is relatief volwassen, zodat het kan worden getest in een korte tijd. Volgens hun schattingen, kan wetenschappelijke laboratorium duizend 200-nm detector te produceren met een totaal gewicht van 1, 3 gram totaal voor het jaar. Daarom kilogram detector misschien wel haalbaar is in de nabije toekomst.

Misschien op een dag, supergeleidende nanodraden detecteren donkere materie, als het bestaat. Wat denk je wel? Laat het ons weten in onze praatje in het telegram.