Supercondutores de nanofios planejam usar a pesquisa para a matéria escura
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Um dos maiores pesquisas científicas do nosso tempo é a caça de matéria escura. Física acreditam que é uma substância enche o universo, e pensam que podem ver a prova disso é como girar a galáxia. O fato é que as galáxias giram tão rápido, que deveria ter havido quebrando em pedaços, mas aparentemente (ou invisibilidade) existe uma oculta de massa, que tem a suficiente força gravitacional, para mantê-los juntos.
Isto forçou os físicos a procurar matéria escura na Terra. Eles construíram dezenas de observatórios, a maioria dos quais estão em cavernas subterrâneas, profundamente abaixo da superfície, onde o ruído de fundo é baixo. No mapa, dada a ficção glória, e aqueles que tomam a matéria escura, será generosamente recompensado.
Por que a matéria escura não pode encontrar?
Até que a física não encontraram nada. Se a matéria escura existe, ela é muito bem escondido. Uma possibilidade é que as partículas de matéria escura muito pequenas, para que os possa encontrar durante o curso de experimentos. Física querem desesperadamente encontrar o mais sensível método de pesquisa de tais substâncias.
Йонит Хохберг da universidade Hebraica de Jerusalém em Israel e seus colegas desenvolveram um promissor novo sensor baseado em minúsculos fios supercondutores. O protótipo da equipe já mostra o potencial desta abordagem.
A base de um novo dispositivo se encontra um princípio simples. Leve à geladeira certos metais abaixo de uma temperatura crítica, e eles vão conduzir eletricidade sem resistência. Mas como só a sua temperatura sobe acima desse limiar, сверхпроводящее comportamento desaparece.
Física sabem que partículas de matéria escura não podem se interagir com a matéria; caso contrário, eles já viram. Mas as partículas de matéria escura podem enfrentar convencionais de partículas.
Este É um colisões acontecem raramente, porque a matéria comum representa a maior parte do espaço vazio, e as partículas de matéria escura podem passar diretamente através dela. Mas, quando eles se deparam com o núcleo atômico ou elétron na grade, por exemplo, a colisão provoca vibrações na rede, aumentando assim a sua temperatura.
Exatamente isso o aumento de temperatura bem identificadas de supercondutores de nanofios. O aquecimento faz com que uma pequena parte dos fios deixa de ser сверхпроводящими, e esta, por sua vez, gera um impulso de tensão, que é fácil de medir. Para além disso, tal dispositivo produz poucos falsos positivos, se eles nem vão.
Хохберг e colegas testaram a sua ideia, ao criar um protótipo. Este dispositivo é composto por um conjunto de nanofios de силицида de tungstênio largura de apenas 140 nanômetros (para efeito de comparação, a largura de um cabelo humano da ordem de 100 000 nanômetros) e comprimento de 400 micrômetros. Todo o aparelho apenas em alguns миллиградусов acima do zero absoluto, de modo que o fio de силицида de tungstênio tornam-se os supercondutores.
Em Seguida, a equipe observou a impulsos de tensão, o que poderia revelar a colisão de matéria escura. Quando for a blindagem, eles não encontraram nenhuma pulsos, no prazo de 10 000 segundos da medição.
Isto impõe restrições importantes no tipo de matéria escura, que poderia existir, e a sua densidade. É também impõe restrições em outros tipos de partículas, que, como sugerem física, podem existir.
Um destes tipos — "escuro fóton", na verdade, equivalente a um fotão da matéria escura. Se houver, o novo detector não encontrou nenhum. "Os resultados obtidos com esse dispositivo, já estabelecem significativo de limites para a interação de matéria escura com elétrons, incluindo os mais fortes da terra de fronteira para a absorção de tais fótons em um nível inferior a ev", diz Хохберг.
O Trabalho é impressionante, considerando que a massa de nanofios é de apenas alguns ng em cima das. A próxima etapa será a sua produção em uma escala mais ampla. Хохберг e colegas dizem que a tecnologia é relativamente maduro, de modo que pode experimentar em breve. Estima-se que o laboratório científico capaz de produzir 200 mil nanômetros de detectores com massa total de 1,3 gramas de apenas um ano. Portanto libras detector pode ser viável em um futuro próximo.
Pode ser, um dia, supercondutores de nanofios detectarão a matéria escura, se ela existe. E você, como acha que existe? Conte-nos .
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