Ученые использовали квантовую запутанность и обращение времени в кристалле, который смог решить одну из самых больших загадок Вселенной.
Ученые создали квантовый кристалл с беспрецедентной чувствительностью, который потенциально может быть использован для обнаружения темной материи, загадочного вещества, составляющего подавляющее большинство материи в нашей Вселенной, сообщает новое исследование.
Ошеломляющий датчик был создан в Национальном институте стандартов и технологий США (NIST), и его работа основана на двух очень странных процессах: квантовой запутанности и «обращении времени», согласно исследованию, опубликованному в четверг в журнале Science.
Крошечный синий кристалл размером всего 200 микрометров в десять раз более чувствителен, чем предыдущие атомные датчики. Он может настраиваться на частоты, которые, по мнению ученых, излучаются гипотетическими частицами, называемыми аксионами, ведущим кандидатом на темную материю, включая ряд сигналов, которые не обнаруживаются никакими другими существующими датчиками.
Захват настоящего аксиона может стать ключом к разгадке одной из самых больших нерешенных загадок в науке: природы темной материи. Ученые знают, что темная материя существует, потому что мы можем видеть ее огромное гравитационное воздействие на «нормальную» барионную материю, из которой состоят наши тела, планеты и звезды. Но поскольку темная материя не излучает никаких обычных сигналов, ее трудно наблюдать и объяснять, хотя ее в пять раз больше, чем обычной материи.
Несмотря на это дразнящее применение темной материи, способность команды достичь квантовой связи между механическими и электромагнитными свойствами кристалла является «наиболее важным» выводом исследования, отметила Ана Мария Рей, физик-теоретик из JILA, объединенного института NIST и Университет Колорадо в Боулдере, соавтор исследования.