Det antages, at langt størstedelen af stof i universet omkring os er mørkt stof. Det menes, at kun omkring 15% er synligt og håndgribeligt stof, og de resterende 85% er mørkt stof, som aldrig er blevet bestemt. Forskere fra USA har foreslået et eksperimentskema, der kan hjælpe eksperimentelt med at opdage eksistensen af mørkt stof, som de begyndte at bruge en superledende qubit til.
Fysikere fra Fermi Laboratory og University of Chicago har udviklet et nyt eksperiment, hvor det vil være muligt at søge efter to hypotetiske partikler, der er foreslået som kandidater til mørkt stof - det er mørke fotoner og aksioner. Førstnævnte kan blandes med almindelige fotoner, men skal samtidig have masse, og sidstnævnte er i stand til at dele sig i to fotoner under visse betingelser. Hver af disse kandidater kan potentielt manifestere sig, hvor almindelige fotoner ikke burde være. En mørk foton kan spontant blive til en almindelig foton, og en aksion kan, når den interagerer med et magnetfelt, udsende to almindelige fotoner.
Forskere har udviklet en enhed, der blokerer almindelige fotoner og forstærker alle fotoner, der kan produceres ved interaktioner med mørkt stof (mørke fotoner eller aksioner). Detektionskredsløbet inkluderer en superledende mikrobølgeresonator lavet af aluminium med en renhed på 99,9999%. Inde i resonatoren er der en antenne i form af en superledende qubit. Det er hende, der vil opdage fotoner i resonatoren, hvis de pludselig dukker op der.
Resonatoren og qubit'en afkøles til en temperatur meget, meget tæt på det absolutte nulpunkt - til -273,1°C (det absolutte nulpunkt er på niveauet -273,15°C). Systemet er i stand til at fange en foton op til 50 gange i løbet af denne partikels levetid på 500 μs, hvilket er nødvendigt for pålideligt at bekræfte dens udseende i en isoleret resonator.
Ideelt set, siger forskerne, skulle temperaturen på resonatoren og qubit være blevet sænket til -273,14°C, så ville baggrundsstøjen og dens effekt på qubit være fuldstændig elimineret, men det er teknologisk umuligt i dag. Det skal bemærkes, at forsøget med jagt på mørkt stof endnu ikke er gennemført. Dette er blot et koncept, som forskerne fortalte til Physical Review Letters.
Læs også:
- Kvanteteknologi fremskynder søgen efter mørkt stof
- Tyskerne vil skabe en kvantecomputer baseret på superledende qubits