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量子比特将用于探测光中的暗物质

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据推测,我们周围宇宙中的绝大多数物质都是暗物质。 据信,只有约 15% 是可见和有形的物质,其余 85% 是从未确定过的暗物质。 美国科学家提出了一种可以帮助实验检测暗物质存在的实验方案,为此他们开始使用超导量子比特。

费米实验室和芝加哥大学的物理学家开发了一项新实验,在此期间将有可能搜索两种被提议作为暗物质候选者的假设粒子——暗光子和轴子。 前者可以与普通光子混合,但同时必须有质量,后者在一定条件下能够分裂成两个光子。 这些候选者中的每一个都可能在普通光子不应该出现的地方出现。 一个暗光子可以自发地变成一个普通光子,而轴子在与磁场相互作用时可以发射两个普通光子。

量子技术
实验方案

研究人员开发出一种装置,可以阻挡普通光子并放大与暗物质(暗光子或轴子)相互作用可能产生的任何光子。 检测电路包括一个由纯度为99,9999%的铝制成的超导微波谐振器。 谐振器内部是超导量子比特形式的天线。 如果光子突然出现在那里,她将检测谐振器中的光子。

量子技术

谐振器和量子位被冷却到非常非常接近绝对零的温度 - 到 -273,1°C(绝对零处于 -273,15°C 的水平)。 该系统能够在该粒子 50 μs 的生命周期内捕获一个光子多达 500 次,这是可靠地确认其在隔离谐振器中出现所必需的。

研究人员说,理想情况下,谐振器和量子比特的温度应该降低到 -273,14°C,这样背景噪声及其对量子比特的影响就会被完全消除,但这在今天的技术上是不可能的。 需要注意的是,暗物质狩猎实验尚未开展。 这只是一个概念,研究人员告诉《物理评论快报》。

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