Wissenschaftler haben einen Detektor für dunkle Materie entwickelt, der bereits die ersten Signale aufgezeichnet hat

Eine Gruppe von Ingenieuren, bestehend aus Vertretern des Kompetenzzentrums für Physik der Dunklen Materie, zusammen mit Vertreter der University of Western Australia, hat erfolgreich einen völlig neuen Gravitationswellendetektor entwickelt Typ.

Und der neue Detektor hat es bereits geschafft, zwei Signale aufzuzeichnen, die sich durchaus als Signale der Dunklen Materie entpuppen könnten. Die registrierten Ereignisse können auch Signale von urzeitlichen Schwarzen Löchern oder allgemein eine Manifestation externer Störungen sein. Ich möchte betonen, dass solche Signale von keinem der vorhandenen Detektoren mehr registriert werden können.

Neuer Gravitationswellendetektor und seine Perspektiven

Wie Sie wissen, sind Gravitationswellen nichts anderes als Fluktuationen im Gravitationsfeld, die sich buchstäblich im gesamten kosmischen Raum entlang der Leinwand der Raumzeit ausbreiten. Und diese Wellen entstehen durch die Bewegung von Objekten mit großer Masse (zum Beispiel Schwarze Löcher).

Die Möglichkeit der Existenz von Gravitationswellen wurde bereits vor mehr als hundert Jahren in der Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt. Ihre Realität konnten sie jedoch erst 2015 durch den Einsatz von supersensitiven. experimentell bestätigen Detektoren (übrigens wurde 2017 der Nobelpreis für die weltweit erste Registrierung von Gravitationswellen verliehen Jahr).

Die 2015 aufgezeichneten Gravitationsstörungen waren also das Ergebnis der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher zu einem.

Seitdem haben Instrumente immer wieder Gravitationsstörungen aufgezeichnet, aber wie die Autoren des neuen Detektor waren frühere Gerätegenerationen in der Lage, extrem niederfrequente Empörung. Und die Detektion hochfrequenter Gravitationsstörungen ist eine gewaltige Aufgabe für moderne Physiker.

Und der neue Detektor ist das erste Gerät seiner Art, dessen Aufgabe es ist, hochfrequente Störungen präzise zu registrieren. Und tatsächlich ist der Detektor nichts anderes als ein Resonator für akustische Volumenwellen, der auf einem Quarzoszillator implementiert ist.

Eine Quarzscheibe schwingt also mit erhöhter Frequenz, wenn Schallwellen sie durchqueren. Da Quarz einen piezoelektrischen Effekt hat, werden akustische Wellen in elektrische Impulse, die von speziellen leitfähigen Platten aufgenommen werden, die an Quarzscheibe.

Diese Pads übertragen die empfangenen Impulse an ein supraleitendes Störgerät, in dem das Signal verstärkt wird, damit der Detektor es fixieren kann.

Diese gesamte Struktur ist in Strahlungsschilden platziert, die vor Störungen durch externe Strahlung schützen sollen, und wird auf fast den absoluten Nullpunkt gekühlt.

So stellte sich heraus, dass der erstellte Detektor Gravitationsstörungen mit Frequenzen im Megahertz-Bereich registrieren kann.

Wissenschaftler testeten das resultierende Gerät 153 Tage lang, und während dieser Zeit wurden zwei lange Sitzungen durchgeführt, die im Mai und November 2019 stattfanden.

Bei diesen Tests konnte der neue Detektor zwei der seltensten Hochfrequenzereignisse aufzeichnen. Störungen, die im 5-Hz-Bereich aufgetreten sind, wurden am 12. Mai und 27. November 2019 aufgezeichnet.

Woher genau die aufgezeichneten Signale kamen, haben Wissenschaftler keine Ahnung, aber es gibt eine Vermutung dass dunkle Energieteilchen, die WIMPs genannt werden, mit dem erzeugten Detektor Wechselwirkungen eingegangen sind.

Wissenschaftler schließen aber auch nicht aus, dass die aufgezeichneten Wechselwirkungen das Ergebnis geladener Teilchen sind oder das Ergebnis der üblichen Manifestation der angesammelten mechanischen Spannung im Detektor selbst oder durch einen internen atomaren Prozess Kristall.

Trotz einiger Unsicherheiten sind die Wissenschaftler immer noch voller Optimismus. Immerhin zeigte das Experiment erstmals, dass diese Geräte als hochempfindliche Detektoren für Gravitationswellen eingesetzt werden können.

Außerdem planen die Wissenschaftler, ihren Detektor zu modifizieren und noch höherfrequente Störungen registrieren zu können. Und Wissenschaftler wollen denselben Quarzdetektor in Verbindung mit dem Myonendetektor für kosmische Teilchen verwenden.

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