Los científicos han creado un detector de materia oscura, que ya ha registrado las primeras señales.
Un grupo de ingenieros, formado por representantes del Centro de Competencia para la Física de la Materia Oscura, junto con representantes de la Universidad de Australia Occidental, ha desarrollado con éxito un detector de ondas gravitacionales completamente nuevo escribe.
Y el nuevo detector ya ha logrado registrar dos señales, que bien pueden resultar señales de materia oscura. Además, los eventos registrados pueden ser señales de agujeros negros primordiales o, en general, una manifestación de interferencia externa. Me gustaría enfatizar que tales señales ya no pueden ser registradas por ninguno de los detectores existentes.
Nuevo detector de ondas gravitacionales y sus perspectivas
Como saben, las ondas gravitacionales no son más que fluctuaciones en el campo gravitacional, que se propagan literalmente por todo el espacio cósmico a lo largo del lienzo del espacio-tiempo. Y estas ondas se forman debido al movimiento de objetos con una masa enorme (por ejemplo, agujeros negros).
La posibilidad misma de la existencia de ondas gravitacionales se predijo en la relatividad general hace más de cien años. Pero pudieron confirmar experimentalmente su realidad solo en 2015 gracias al uso de supersensibles detectores (por cierto, fue para el primer registro mundial de ondas gravitacionales que se otorgó el Premio Nobel en 2017 año).
Entonces, las perturbaciones gravitacionales registradas en 2015 fueron el resultado de la fusión de dos agujeros negros en uno.
Desde entonces, los instrumentos han registrado repetidamente perturbaciones gravitacionales, pero, como los autores del nuevo detector, las generaciones anteriores de dispositivos eran capaces de detectar frecuencias extremadamente bajas indignación. Y la detección de perturbaciones gravitacionales de alta frecuencia es una tarea abrumadora para los físicos modernos.
Y el nuevo detector es el primer dispositivo de su tipo, cuya tarea es registrar con precisión las perturbaciones de alta frecuencia. Y, de hecho, el detector no es más que un resonador de ondas acústicas masivas, implementado en un oscilador de cuarzo.
Entonces, un disco de cuarzo vibra a una frecuencia mayor cuando las ondas acústicas lo atraviesan. Dado que el cuarzo tiene un efecto piezoeléctrico, las ondas acústicas se transforman en impulsos eléctricos que son recibidos por placas conductoras especiales unidas a disco de cuarzo.
Estas almohadillas transmiten los pulsos recibidos a un dispositivo de interferencia superconductor, en el que se amplifica la señal para que el detector pueda fijarla.
Toda esta estructura se coloca en escudos de radiación, cuyo propósito es proteger contra la interferencia de la radiación externa, y se enfría hasta casi el cero absoluto.
Por lo tanto, el detector creado resultó ser capaz de registrar perturbaciones gravitacionales con frecuencias en el rango de megahercios.
Los científicos probaron el dispositivo resultante durante 153 días, y durante este período, se realizaron dos largas sesiones, que tuvieron lugar en mayo y noviembre de 2019.
Durante estas pruebas, el nuevo detector pudo registrar dos de los eventos de alta frecuencia más raros. Las perturbaciones que ocurrieron en el rango de 5 Hz se registraron el 12 de mayo y el 27 de noviembre de 2019.
De dónde provienen exactamente las señales grabadas, los científicos no tienen idea, pero hay una suposición que las partículas de energía oscura, que se llaman WIMP, entraron en interacciones con el detector creado.
Pero los científicos tampoco excluyen la posibilidad de que las interacciones registradas sean el resultado de la presencia de partículas cargadas o el resultado de la manifestación habitual de la tensión mecánica acumulada en el propio detector o por un proceso atómico interno cristal.
A pesar de que existe cierto elemento de incertidumbre, los científicos todavía están llenos de optimismo. Después de todo, el experimento demostró por primera vez que estos dispositivos se pueden utilizar como detectores de ondas gravitacionales altamente sensibles.
Además, los científicos planean modificar su detector y poder registrar perturbaciones de frecuencia aún más alta. Y los científicos quieren usar el mismo detector de cuarzo junto con el detector de muones de partículas cósmicas.
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