Квантовая интерференция: новый метод поиска темной материи планковского масштаба?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Темная материя — одна из самых больших загадок современной науки. Мы знаем, что она составляет большую часть массы Вселенной, но при этом она неуловима для наших приборов. Ее присутствие можно зафиксировать только по гравитационному воздействию на видимую материю. Что же это за таинственная субстанция, из чего она состоит и как ее можно «увидеть»?

В поисках ответов на эти вопросы ученые обращаются к самым передовым областям физики, таким как квантовая механика и квантовая гравитация. Недавно группа исследователей из Франции и Австрии предложила новый, революционный подход к поиску темной материи, основанный на использовании квантовой интерференции.

Интерференция, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Планковские частицы: неуловимые кандидаты на роль темной материи

Согласно одной из гипотез, темная материя может состоять из частиц планковского масштаба — объектов с невероятно малым размером и огромной массой, сопоставимой с массой человеческого волоса. Эти частицы, согласно теории петлевой квантовой гравитации, могут образовываться в результате коллапса черных дыр.

Уникальность планковских частиц заключается в том, что они взаимодействуют с обычной материей исключительно через гравитацию. Это делает их идеальными кандидатами на роль темной материи, ведь, как мы знаем, темная материя не участвует в электромагнитных и других известных нам взаимодействиях.

Квантовая интерференция: ключ к обнаружению невидимого

Но как же обнаружить частицы, которые практически не взаимодействуют с окружающим миром? Исследователи предлагают использовать явление квантовой интерференции — способность квантовых объектов находиться одновременно в нескольких состояниях.

Представьте себе электрон, который находится в суперпозиции — он одновременно расположен в двух разных точках пространства. Если рядом с ним пролетит планковская частица, то ее гравитационное поле будет воздействовать на электрон в каждой из этих точек по-разному. Это приведет к изменению фазы волновой функции электрона, что можно зафиксировать экспериментально.

Джозефсоновские переходы: инструмент для усиления сигнала

Конечно, гравитационное воздействие одной планковской частицы на один электрон будет ничтожно мало. Чтобы усилить сигнал, ученые предлагают использовать джозефсоновские переходы — устройства, состоящие из двух сверхпроводников, разделенных тонким слоем изолятора.

В джозефсоновском переходе электроны находятся в коллективном квантовом состоянии — они ведут себя как единое целое, описываемое одной волновой функцией. Прохождение планковской частицы через переход приведет к изменению фазы этой коллективной волновой функции, что проявится в изменении тока, протекающего через переход.

Квантовая интерференция, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Перспективы и вызовы

Предложенный метод — это смелый шаг в неизведанную область физики. Его реализация потребует создания высокочувствительных детекторов, способных регистрировать ничтожно малые изменения тока в джозефсоновских переходах.

Однако потенциальная награда за успех огромна. Обнаружение планковских частиц не только раскроет тайну темной материи, но и подтвердит фундаментальные идеи квантовой гравитации, открыв перед нами новые горизонты познания Вселенной.

Исследования в этой области только начинаются. Ученые полны энтузиазма и надеются, что в ближайшем будущем им удастся «увидеть» темную материю, используя мощь квантовой физики. Это будет настоящий прорыв, который перевернет наше представление о мире и откроет новую эру в исследовании космоса.

5 комментариев

Добавить комментарий

HET
https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.99.085308
Поищите там про электрон в двух точках пространства. Мде…
108855845938739609737@google
Здесь некому искать, сайт мертвый
HET
Так для автора. Может завяжет с бестолковым графоманством ну или уже перейдет в раздел равлечений.
b
На днях теория петлевой квантовой гравитации была закрыта.
Ибо она предсказывает, что скорость света на разных длинах волн слегка различна.
Недавние замеры опровергли эту гипотезу.
1
Во первых, все элементарные частицы — материальные точки без объема.
Во вторых, элементарные частицы между взаимодействиями не назодятсч ни в двух, ни в трех точках одновременно. Между взаимодействиями ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ частицы НЕ НАХОДЯТСЯ НИГДЕ. Но для понимания этого… квантовую физику учить придется. Автор решил просто повторять антинаучный бред с псевдонаучных пабликов.
В третьих, не планковские частицы, а планковские черные дыры.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Ученые впервые наблюдали процесс, давший начало сложной жизни на Земле: как контакт двух простых клеток изменил ход эволюции

Один из самых сложных вопросов в современной биологии — это механизм появления эукариотической клетки. Вся жизнь на Земле делится на простые микроорганизмы (бактерии и археи) и...

Архитектура преисподней: как на самом деле устроен источник магмы Йеллоустоунского супервулкана

Традиционно считалось, что под Йеллоустоуном находится мантийный плюм. Согласно этой классической концепции, глубоко в недрах планеты, на границе земного ядра и мантии, зарождается мощный...

Секрет Саграда Фамилия: почему у самого высокого храма мира предел высоты в 172 метра

В прошлой статье я писал про долгострой, и вот совпадение, тоже храм, в Таиланде. Но если Храм Истины это самый масштабный проект целиком из древесины, то Саграда Фамилия уже самый высокий...

Как первоцветы выживают в суровых условиях ранней весны

Ранняя весна в центральной полосе России — время, когда природа только пробуждается от зимнего сна. Еще в низинах лежит снег, а на полянках появляются первые цветы, это кажется настоящим...

Где находится самый старый пароход в России и почему его сохранили

На набережной Енисея в центре Красноярска стоит пароход, который по праву считается одним из самых старых сохранившихся судов России. Грузопассажирский колёсный пароход «Святитель Николай»,...