Birleşik Krallık karanlık madde gizemlerini ortaya çıkarmak için dünyanın en soğuk kuantum dedektörlerini inşa ediyor.

Birleşik Krallık'taki birçok üniversiteden araştırmacıların işbirliğiyle karanlık maddeyi tespit etmek üzere dünyanın en soğuk kuantum dedektörleri inşa edildi. Bir basın açıklamasında, dedektörlerin mutlak sıfırın 10.000 derece üzerindeki sıcaklıklarda çalıştığı ve prototiplerden birinin Royal Society'nin Yaz Bilim Sergisi'nde sergilendiği belirtildi.

Evrendeki maddenin yaklaşık yüzde 80'i karanlıktır, ancak bunu tespit etme girişimleri bugüne kadar başarısız olmuştur. İngiltere'deki Lancaster Üniversitesi'nde Deneysel Yoğun Madde Fiziği Öğretim Görevlisi olan Michael Thompson, Interesting Engineering'e e-posta yoluyla yaptığı açıklamada, "JJ Thompson elektronu keşfettiğinde, kimse bunun hayatımız üzerindeki etkisini ve faydasını hayal edemezdi" dedi.

"Karanlık madde hakkında neredeyse hiçbir şey bilmiyoruz, bu yüzden bunun günlük hayatımızda nasıl kullanılabileceğini ya da kullanılıp kullanılamayacağını bilmiyoruz, ancak keşif, yerçekimi dalgalarını ya da Higgs bozonunu ve hatta elektronu keşfetmek kadar önemli olacaktır."

Oxford Üniversitesi, Royal Holloway ve Londra Üniversitesi'nden araştırmacılarla birlikte Thompson ve meslektaşları, gizemli maddeyi laboratuvarda gözlemlemek için dünyanın en soğuk kuantum dedektörlerini inşa ediyorlar.

Parçacık fiziği, iki muhtemel karanlık madde adayı olduğunu öne sürüyor - aksiyonlar olan dalga benzeri parçacıklar ve henüz gözlemleyemediğimiz kadar zayıf etkileşimlere sahip yeni parçacıklar. Araştırmacılar bu iki adayı da dedektörleriyle gözlemlemeye çalışıyorlar.

Bunu yapmak için araştırmacılar Lancaster Üniversitesi'nde 1980'lerde inşa edilen ultra düşük sıcaklıklı buzdolaplarını kullanarak üç dedektör prototipi inşa ettiler. Bu buzdolapları helyum-3 kullanarak herhangi bir şeyi mutlak sıfıra kadar soğutabiliyor.

Thompson IE'ye gönderdiği e-postada "Bir malzemeyi en düşük sıcaklığa kadar soğutmak uzun, karmaşık ve zahmetli bir süreçtir: en küçük titreşim veya en zayıf elektromanyetik dalga deney düzeneğinizi kolayca ısıtabilir ve çabalarınızı boşa çıkarabilir" diye ekledi. "Burada önemli olan çevreden izolasyondur ve biz bu konuda son derece iyiyiz."

Interesting Engineering daha önce ekibin LEGO bloklarını neredeyse sıfır sıcaklığa kadar nasıl soğuttuğunu bildirmişti.

"Tesadüfen, helyum-3 en hafif elementlerden biri olduğu için varsayımsal hafif karanlık madde parçacıklarıyla etkileşimler için çok uygun bir hedeftir. Çeşitli parçacıklarla çarpışmalardan gelen küçük sinyalleri yükseltmek için kuantum özelliklerinden yararlanıyoruz" diyen Thompson, karanlık maddeyi tespit etme sürecini anlattı. "Bir gün, bu çarpışmalardan biri bir karanlık madde parçacığı ile çarpışma olabilir!"

Geleneksel olarak bu tür dedektörler akademik kurumların yüksek kapılarının ardında, halkın erişiminden uzakta yer alır. Ancak Thompson ve meslektaşları, Londra Üniversitesi Royal Holloway'deki operasyonlar için, devam etmekte olan Yaz Bilim Sergisi'nde halkın etkileşimine açık olacak bir dedektör inşa ettiler.

Araştırmacılar, serginin oldukça uygulamalı olmasını ve ekibin bu karmaşık kavramlardan bazılarını daha kolay anlaşılır gösterilere dönüştürebilmesini sağladılar.

"Bunu sergiye taşımak istiyoruz çünkü bu karmaşık bir konu. Ziyaretçilerin sergimizi ziyaret ettikten sonra uzman olmalarını beklemesek de, herkesin yeni bir şeyler öğrenmesini ve bu süreçte eğlenmesini umuyoruz," diye ekledi Thompson.

Ziyaretçiler model bir aksiyon detektörünü çalıştırıp mümkün olan en kısa sürede bir aksiyon bulmak için yarışabilir ya da birkaç milikelvine ulaşmaya çalışarak bir seyreltme buzdolabını çalıştırabilirler.