Надпровідні нанодроти планують використовувати для пошуку темної матерії
Source:
Один з найбільших наукових пошуків нашого часу — це полювання на темну матерію. Фізики вважають, що це речовина наповнює всесвіт і думають, що можуть побачити докази цього в тому, як обертаються галактики. Справа в тому, що галактики обертаються так швидко, що їх мало розірвати на частини, але по всій видимості (або невидимості) існує якась прихована маса, яка володіє достатньою гравітаційної силою, щоб утримувати їх разом.
Це змусило фізиків шукати темну матерію на Землі. Вони побудували десятки обсерваторій, більшість з яких знаходяться в підземних печерах глибоко під поверхнею, де фоновий шум низький. На карту поставлена наукова слава, і ті, хто знайде темну матерію, будуть щедро винагороджені.
Чому темну матерію не можуть знайти?
Поки що фізики не знайшли нічого. Якщо темна матерія і існує, вона дуже добре ховається. Одна можливість полягає в тому, що частинки темної матерії занадто малі, щоб їх можна було знайти в ході поточних експериментів. Фізики відчайдушно хочуть знайти більш чутливий спосіб пошуку подібних субстанцій.
Йонит Хохберг з Єврейського університету в Єрусалимі в Ізраїлі і його колеги розробили перспективний новий датчик на основі крихітних надпровідних проводів. Прототип команди вже показує потенціал такого підходу.
В основі нового пристрою лежить простий принцип. Охолодіть певні метали нижче критичної температури і вони будуть проводити електрику без опору. Але як тільки їх температура підвищується вище цього порогу, надпровідний поведінка зникає.
Фізики знають, що частинки темної матерії не можуть сильно взаємодіяти з видимою матерією; в іншому випадку вони б уже побачили їх. Але частинки темної матерії можуть стикатися з звичайними частинками.
Це зіткнення відбуваються рідко, оскільки звичайна матерія являє собою здебільшого порожній простір, і частинки темної матерії можуть проходити прямо через неї. Але коли вони стикаються з атомним ядром або електроном в решітці, наприклад, зіткнення викликає вібрації в решітці, тим самим підвищуючи її температуру.
Саме це підвищення температури добре виявляються надпровідні нанодроти. Нагрівання призводить до того, що невелика частина проводів перестає бути надпровідними, а це, в свою чергу, створює імпульс напруги, який легко виміряти. Більш того, такий пристрій виробляє мало помилкових спрацьовувань, якщо вони взагалі будуть.
Хохберг і колеги перевірили свою ідею, створивши прототип. Це пристрій складається з набору нанодротиків з силіцидів вольфраму завширшки всього 140 нанометрів (для порівняння, ширина людського волоса близько 100 000 нанометрів) і довжиною 400 мікрометрів. Весь апарат знаходиться всього на кілька миллиградусов вище абсолютного нуля, так що дроти з силіцидів вольфраму стають надпровідниками.
Потім команда спостерігала за імпульсами напруги, які могли б виявити зіткнення темної матерії. При наявності відповідного екранування, вони не виявили жодних імпульсів протягом 10 000 секунд вимірювань.
Це накладає істотні обмеження на тип темної матерії, яка могла б існувати, і її щільність. Це також накладає обмеження на інші типи частинок, які, як припускають фізики, можуть існувати.
Один з таких типів — «темний фотон», по суті, еквівалент звичайного фотона з темної матерії. Якщо такі існують, новий детектор не виявив жодного. «Результати, отримані за допомогою цього пристрою, вже встановлюють значущі кордону для взаємодії темної матерії з електронами, включаючи найсильніші земні кордони для поглинання таких фотонів на рівні менше ев», говорить Хохберг.
Робота вражає, враховуючи, що маса нанодроту становить всього кілька нанограммов. Наступним етапом буде їх виготовлення в більш широкому масштабі. Хохберг і колеги кажуть, що технологія є відносно зрілої, тому її можна буде випробувати незабаром. За їх оцінками, наукова лабораторія зможе зробити тисячу 200-нанометрових детекторів з загальною масою 1,3 грама всього за рік. Тому кілограмовий детектор цілком може бути здійснимо в недалекому майбутньому.
Може бути, одного разу, надпровідні нанодроти виявлять темну матерію, якщо вона існує. А ви як думаєте, чи існує? Розкажіть .
Більше:
Венера має газ, вироблений мікробами. Вчені знайшли іноземців?
Був припущення, що може бути життя на Венери Протягом багатьох років вчені шукають життя на Марсі. Але хто знає, може вони там не дивляться? У 2017 році дослідники з США та Великобританії почали шукати ознаки життя на Венері, яка є другою за величино...
Чи може мелатонін допомогти лікувати коронавірус?
Деякі лікарі вважають, що гормон сну допомагає при коронавірусі Схоже, що в переліку потенційних методів лікування COVID-19, які дослідники запропонували протягом декількох місяців пандемії, ще одне поповнення: мелатонін. Лікар в Техасі каже, що він ...
Що таке "гормон любові" і хто його не вистачає?
Окситоцин - гормон любові Людське тіло виробляє величезну різноманітність гормонів, кожен з яких виконує своє завдання. Наприклад, багато відомих ендорфінів приносять людям відчуття радості, а надлишок кортизолу сигналізує про стресовий стан людини. ...
Новини
Творець віртуальних асистентів вважає, що вони приречені без нового підходу в області ШІ
Борис Кац побудував кар'єру, допомагаючи машин оволодіти мовою. Він вважає, що нинішніх технологій ІІ недостатньо, щоб зробити Siri або Alexa по-справжньому розумними. Siri, Alexa, Home — технології, які аналізують мову, все часті...
Як поганий сон призводить до серцевих захворювань і смерті?
За даними Всесвітньої організації охорони здоров'я, причиною 31% всіх смертей у світі є серцево-судинні захворювання. Вони розвиваються при неправильному харчуванні, куріння, недолік фізичної активності і неправильному режимі сну....
Астероїд Бенну виявився більш активним, ніж вважалося
Дослідження поверхні астероїда Бенну за допомогою космічного апарату OSIRIS-REx відкрило цікаві особливості цього малого небесного тіла. Виявляється, що об'єкт покритий набагато великою кількістю кратерів, ніж передбачалося, а так...
Доведено: деякі люди можуть відчувати зміни в магнітному полі
Багато представників тваринного світу, включаючи деякі види птахів, морських черепах, а також деяких видів бактерій володіють особливою системою навігації, що дозволяє їм відчувати і використовувати магнітне поле Землі як компаса....
Японський зонд «Хаябуса-2» проведе бомбардування астероїда Рюгу 5 квітня
Японське агентство аерокосмічних досліджень (JAXA) оголосило про подальші плани, що стосуються місії космічного апарату «Хаябуса-2», який в минулому місяці здійснив посадку на астероїд Рюгу і його грунту, після того, як вистрілив ...
Виявлено новий вид змій, здатних атакувати навіть не відкриваючи рота
Люди вже планують перебратися на інші планети, хоча вони ще не до кінця вивчили свою рідну. від часу дослідники відкривають абсолютно невідомі раніше види тварин — наприклад, нещодавно в африканській державі Гвінея були виявлені з...
Вчені зробили крок до створення ліків від раку простати
простати вважається однією з головних причин смерті чоловіків, після хвороб серця, раку легенів і меланоми. За даними Всесвітньої організації охорони здоров'я, до 65-70 років з цією страшною хворобою стикається кожен четвертий чо...
Boeing почав оновлення після катастрофи з 737 MAX
Boeing приступив до оновлення свого програмного забезпечення на своїх 737 MAX після того, як французькі слідчі вивчили дані «чорного ящика» з однією з двох смертельних катастроф з участю літака, що сталися за останні місяці. Минул...
Загадковий «рада з етики» DeepMind візьме під контроль загальний ШІ, якщо той з'явиться
Рада з етики був ретельно охороняється секретом з тих пір, як Google придбала цю компанію з розробки штучного інтелекту в 2014 році. Однак новий репортаж Хала Ходсона з The Economist проливає світло на те, як з'явився рада з етики...
Вчені показали, як людина розпізнає різні смаки їжі
щодня ми споживаємо в їжу різну їжу — солодку, гірку, солону. Звичайно, в першу чергу за визначення смаків відповідають рецептори на цибулинах мови, але в будь-якому випадку отримана інформація все одно обробляється на рівні...
Клітини користуються «рогатками» для власного прискорення
Ми навіть не усвідомлюємо, що навіть у нерухомому стані наших тіл багато клітини постійно перебувають у русі. Існує багато типів міграції клітин, але дослідники Мічиганського університету виявили ще один, досить дивний і сильно ві...
Вчені закликали до світової заборони використання технології генного редагування CRISPR
У минулому році китайський генетик Хе Цзянькуй, незважаючи на заборону, що діють на території Піднебесної, провів вкрай сумнівний з точки зору моралі та етики за генним редагування ембріональних клітин людини, внаслідок чого на св...
Російські вчені змогли повернути час назад
Вчені з Московського фізико-технічного інституту, разом з колегами із США та Швейцарії провели , в яких успішно змусили квантовий комп'ютер повернутися в стан минулого. Короткі висновки дослідження, в яких описується можливість пр...
Квантовий експеримент показав, що об'єктивної реальності не існує
Ще в 1961 році фізик і нобелівський лауреат Юджин Вігнер виклав уявний експеримент, який продемонстрував один з найменш відомих парадоксів квантової механіки. Експеримент показує, як дивна природа всесвіту дозволяє двом спостеріга...
Шкіра здатна розповісти про вашу схильність до депресії
Стрес і депресія можуть призвести до досить серйозних наслідків, проте визначити, хто схильний до розвитку таких станів дуже складно. Дослідники з австралійського університету міста Ньюкасл впевнені, що про схильності з високою то...
NASA вивчить незаймані зразки місячного грунту, зібрані в рамках останніх місій «Аполлон»
Минуло вже майже півстоліття з моменту останньої висадки людини на поверхню Місяця у рамках програми «», проте велика частина зразків місячного ґрунту, зібраних в ході цієї місії, весь цей час перебували в первісному стані. Зараз ...
Вибуховий випробування ESA зменшить кількість космічного сміття
Космічний сміття вже вважається величезною проблемою, яка заважає людству проводити випробування на навколоземній орбіті. Причиною виникнення величезної кількості сміття є батареї, які використовуються в супутниках і можуть вибухн...
Вчені відновили активність клітин стародавнього мамонта
У 2010 році на узбережжі протоки Дмитра Лаптєва на Далекому Сході Росії було знайдено добре збережене тіло мамонта по імені «Юкі». За розрахунками вчених, він загинув близько 28 000 років тому, і до сьогоднішніх часів його тіло зб...
Сонячна геоинженерия — не така вже й погана ідея для боротьби з глобальним потеплінням
Якщо людство хоче повністю уникнути найжахливіших наслідків глобальних кліматичних змін, то нам необхідно припинити використовувати викопні види палива і перейти до більш екологічно чистим альтернативних джерел енергії. Прогрес у ...
Електрична синхронізація областей головного мозку здатна вилікувати депресію
Стимуляція мозку електричними імпульсами активно застосовується для лікування різних психічних захворювань. Найчастіше для цього потрібна хірургічна імплантація електродів, але метод, який називається транскраніальної стимуляцією ...
Примітка (0)
Ця стаття не має коментарів, будьте першим!