Un „radio cosmic” ar putea descoperi materia întunecată în 15 ani

O echipă de cercetători de la King’s College London, Universitatea Harvard, UC Berkeley și alte instituții de prestigiu a publicat în revista Nature baza a ceea ce cred că va fi cel mai precis detector de materie întunecată de până acum.

Materia întunecată este o formă invizibilă de materie care ar putea constitui până la 85% din masa Universului, dar oamenii de știință nu știu exact ce este.

• JWST a descoperit o galaxie spirală asemănătoare Căii Lactee undeva unde nu ar trebui să existe
• ESA intensifică cercetarea Pământului pe măsură ce viitorul agențiilor americane devine tot mai incert

Axionii sunt unul dintre principalii candidați pentru materia întunecată. Aceștia sunt particule extrem de mici, care interacționează foarte slab, și care ar putea exista în Univers – responsabile pentru efecte gravitaționale care nu pot fi încă explicate.

Se presupune că axionii au o frecvență asemănătoare cu a undelor, dar oamenii de știință nu știu unde se află exact pe spectrul electromagnetic – deși se crede că pot varia de la kilohertzi, până la terahertzi, frecvențe extrem de înalte.

În noul studiu, cercetătorii explică cum un detector, denumit de ei „radio cosmic”, i-ar putea alerta pe oamenii de știință atunci când detectează frecvența axionului.

Cel mai precis detector de materie întunecată de până acum

Cunoscute sub numele de axion quasiparticles (AQ – cuaziparticule axionice), echipa crede că acestea ar putea duce la descoperirea materiei întunecate în 15 ani.

AQ-ul este conceput astfel încât să emită o frecvență în spațiu, care să corespundă cu cea a axionului. Când identifică și „se reglează” pe această frecvență, va emite cantități foarte mici de lumină. AQ funcționează la cele mai înalte frecvențe terahertz, unde mulți cercetători cred că este cel mai promițător loc pentru a găsi axioni.

„Putem acum construi un detector de materie întunecată care este, practic, un radio auto cosmic, ce se reglează pe frecvențele galaxiei până când găsim axionul. Avem deja tehnologia, acum este doar o chestiune de scară și timp”, a declarat Dr. David Marsh, co-autor și bursier Ernest Rutherford la King’s College London.

Echipa crede că, prin crearea unui material AQ de dimensiuni mult mai mari, ar putea realiza un detector funcțional în cinci ani. După aceea, estimează că vor fi necesari încă zece ani de scanare a spectrului de frecvențe înalte unde se crede că se ascunde materia întunecată, scrie EurekAlert.

Echipa crede că ar putea realiza un detector funcțional în cinci ani

Pentru a crea cuaziparticulele, cercetătorii au folosit telurură de bismut-mangan (MnBi₂Te₄), un material cunoscut pentru proprietățile sale electronice și magnetice unice. Acesta a fost redus până la doar câteva straturi bidimensionale, suprapuse.

„Deoarece MnBi₂Te₄ este atât de sensibil la aer, a trebuit să-l exfoliem până la câteva straturi atomice pentru a regla proprietățile cât mai precis. Astfel putem observa acest tip de fizică interesantă și modul în care interacționează cu alte entități cuantice precum axionul”, a declarat autorul principal Jian-Xiang Qiu de la Harvard University.

„Este o perioadă extrem de interesantă pentru cercetarea materiei întunecate. Se publică acum la fel de multe articole despre axioni cât s-au publicat despre bosonul Higgs cu un an înainte de a fi descoperit. Teoreticienii au sugerat încă din 1983 că axionii se comportă ca o frecvență radio, iar acum știm că ne putem regla pe ea – ne apropiem rapid de axion”, a adăugat și Dr. Marsh.

Vă recomandăm să mai citiți și:

A fost creată Inteligența Artificială care poate detecta materia întunecată

Ceasurile atomice și laserele ne pot ajuta să detectăm materia întunecată, sugerează un studiu

Materia întunecată ar putea susține viața pe planetele „orfane”, fără un Soare

Materia întunecată ar putea fi o relicvă cosmică din „dimensiuni suplimentare”