Předpokládá se, že naprostá většina hmoty ve vesmíru kolem nás je temná hmota. Předpokládá se, že pouze asi 15 % je viditelná a hmatatelná hmota a zbývajících 85 % je temná hmota, která nebyla nikdy určena. Vědci ze Spojených států navrhli experimentální schéma, které může pomoci experimentálně odhalit existenci temné hmoty, k čemuž začali používat supravodivý qubit.
Fyzici z Fermiho laboratoře a Chicagské univerzity vyvinuli nový experiment, během kterého bude možné hledat dvě hypotetické částice navržené jako kandidáty na temnou hmotu – jde o temné fotony a axiony. První se mohou mísit s běžnými fotony, ale zároveň musí mít hmotnost, a ty druhé jsou schopny se za určitých podmínek rozdělit na dva fotony. Každý z těchto kandidátů se může potenciálně projevit tam, kde by běžné fotony být neměly. Tmavý foton se může spontánně proměnit v běžný foton a axion může při interakci s magnetickým polem emitovat dva běžné fotony.
Výzkumníci vyvinuli zařízení, které blokuje běžné fotony a zesiluje jakékoli fotony, které by mohly vzniknout interakcí s temnou hmotou (temné fotony nebo axiony). Součástí detekčního obvodu je supravodivý mikrovlnný rezonátor vyrobený z hliníku o čistotě 99,9999 %. Uvnitř rezonátoru je anténa ve formě supravodivého qubitu. Je to ona, kdo odhalí fotony v rezonátoru, pokud se tam náhle objeví.
Rezonátor a qubit se ochladí na teplotu velmi, velmi blízko absolutní nule - na -273,1°C (absolutní nula je na úrovni -273,15°C). Systém je schopen zachytit foton až 50x během 500-μs životnosti této částice, což je nutné pro spolehlivé potvrzení jejího výskytu v izolovaném rezonátoru.
V ideálním případě by podle vědců měla být teplota rezonátoru a qubitu snížena na -273,14 °C, pak by byl hluk pozadí a jeho vliv na qubit zcela eliminován, ale to je dnes technologicky nemožné. Je třeba poznamenat, že experiment lovu temné hmoty ještě nebyl proveden. Toto je jen koncept, který vědci řekli Physical Review Letters.
Přečtěte si také:
- Kvantová technologie urychluje hledání temné hmoty
- Němci vytvoří kvantový počítač založený na supravodivých qubitech