Квантовая интерференция: новый метод поиска темной материи планковского масштаба?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

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
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
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

Главная проблема зеленой энергетики — это... пузырьки газа: как ученые перехитрили физику электролиза

Производство экологически чистого водорода с помощью электролиза воды — один из базовых процессов современной энергетики. Устройство электролизера принципиально простое: в емкость с...

«ВАЗ-2115: как появилась „пятнашка“ и чем она живёт спустя четверть века»

ВАЗ-2115 появилась в продаже в 1997 году и выпускалась до конца 2012-го. За это время менялись двигатели, оснащение и требования покупателей, но сама машина оставалась узнаваемой. Узкие фары,...

В бирманском янтаре нашли самое длинное перо динозавра. Оно объяснило, почему ящеры с крыльями не могли летать

Способность современных птиц летать напрямую зависит от того, как устроены их перья на микроскопическом уровне. Во время взмаха крыло испытывает сильное сопротивление воздуха, поэтому каждое...

Как один бензовоз перевозит АИ-92, АИ-95 и дизель, не смешивая топливо

Представьте обычную ситуацию на заправке. Подъезжает бензовоз, водитель готовит оборудование для разгрузки, а затем из одной машины пополняют запасы сразу нескольких видов топлива. В одном...

В озёра выпустили креветок, чтобы помочь лососю — в результате лосось исчез, а вместе с ним ушли сотни белоголовых орланов

В начале 1980-х осенью к ручью Макдональд-Крик в национальном парке Глейшер слетались сотни белоголовых орланов. Их привлекала рыба: кокани, пресноводная форма нерки, поднималась сюда на нерест из...

Ugreen Studio Max5s: обзор доступных полноразмерных беспроводных наушников с LDAC и автономностью 112 часов

Ugreen Studio Max5s это обновление популярных наушников Ugreen Max5с, которые уже пару лет являются настоящим бестселлером. В новой версии Max5s поработали над звуком, сделав его более...