Forscher der Stanford University sind zuversichtlich, dass dunkle Materie mithilfe von Radio untersucht werden kann. Die Frage ist, wie empfindlich es sein sollte. Eine Antwort darauf wurde jedoch bereits gefunden - so sehr, dass kein Analogon mit dem Signalempfang mithalten kann.
Vielversprechende Theorie
„Wir wissen, dass dunkle Materie den größten Teil des Universums ausmacht. Dieser Motor des Seins ist jedoch nicht zu erkennen. Es sei denn, die Schwerkraft macht die dunkle Materie klar. Es besteht die Meinung, dass das untersuchte Gebiet eine Zusammensetzung hat, die der Wissenschaft nicht bekannt ist. Das gilt auch für seine Eigenschaften “, erklärt Peter Graham, der als Assistenzprofessor für Physik an der Stanford University arbeitet. Heute ist er einer der wenigen Führer in der Erforschung der Dunklen Materie.
Graham wird zusammen mit seinem Kollegen Savas Dimopoulos eine Reihe von hochpräzisen Experimenten durchführen, um Axionen und theoretisierte Elemente zu erkennen, die auf dem untersuchten Gebiet wahrscheinlich auftreten. Dies ist die Grundlage der Theorie über die Möglichkeit, mit Hilfe eines Funkempfängers dunkle Materie zu finden und zu erforschen. Der Vorteil dieser Theorie ist, dass es nicht schwierig ist, mit neuen Technologien einen geeigneten Sensor zu entwickeln. In jedem Fall haben bereits einige Wissenschaftler einen Sponsor gefunden - die Gordon and Betty Moore Foundation. Davon werden rund 2,5 Millionen US-Dollar bereitgestellt, damit die Physiker ein effektives Radio aufbauen können.
Ein Radiophysiker mischt sich ein
Nach dem Studium der Wissenschaftstheorie an der Stanford University beschloss der Physikprofessor an derselben Forschungsinstitution, Kent Irwin, einen einzigartigen Sensor im SLAC National Laboratory zu montieren. Das Gerät ist so konzipiert, dass es nach dem Prinzip des Empfangens von Radiosignalen mit Standard-FM-Radio Axionen findet. Darüber hinaus ist Kent Irwin zuversichtlich, dass trotz der unbekannten Frequenz selbst die genaue Frequenz der Dunklen Materie vorliegt. Diese Gewissheit wird durch einen gewissen Fortschritt in der Quantenphysik gefördert. Insbesondere geht es um die Möglichkeit, einen weiten Frequenzbereich zur beschleunigten Erkennung von Axionen abzutasten.
„Wir schaffen ein gemeinsames Projekt, in dem Wissenschaftler aus verschiedenen Wissenschaftsbereichen ein schwieriges Problem lösen. Im Moment können wir sagen, dass die Dunkle Materie 85% des Universums ausmacht. Es ist unwahrscheinlich, dass wir ohne sie existieren könnten. In zukünftigen Experimenten werden wir daher sicherlich viele Entdeckungen machen können “, betont Risa Veksler, die das Institut für Astrophysik und Kosmologie leitet. Am KIPAC ist sie Professorin für Physik.
Radio hilft bei der Suche nach dunkler Materie
Das Ergebnis ist garantiert.
In Abwesenheit eines Axions werden Wissenschaftler auf jeden Fall dessen möglichen Frequenzbereich entdecken. Es ist wahrscheinlich, dass Physiker auf Entdeckungen in anderen Bereichen warten.
Theoretisch besteht eine riesige dunkle Masse aus sehr hellen Achsen. Sie sind so hell, dass man sie separate Dunkle Materie nennen kann. In der Quantenmechanik gibt es bei der Untersuchung der Dynamik rekordverdächtiger kleiner Elemente die Regel, dass diese Elemente Radiowellen ähnlich sind. Dieselben Axionen pulsieren in der Atmosphäre, und daher können ihre Frequenzen erfasst und abgetastet werden.
Zunächst wollen die Forscher durch das Magnetfeld im hypersensitiven Radio Radiowellen nachweisen. Dann müssen sie sie in Axionswellen umwandeln. Dazu wird der Empfänger von einem Niobschild umgeben. Letzteres ermöglicht die Sperrung konstanter Funksignale, um einen qualitativ hochwertigen Zugriff auf Axionen zu ermöglichen. Dieser Zugang ist sehr wichtig, da die untersuchten Partikel ein eher schwaches Signal abgeben. Es wird sehr schwierig sein, es zu fangen - Sie müssen das Radio fein einstellen. Eine Verschiebung um mindestens eine millionste Dezimalstelle führt zum Scheitern. Daher kann die Radiophysik von Kent Irwin bereits als Genie bezeichnet werden. Schließlich wird er der Autor eines Quantengeräts, das magnetische Signale aufnimmt, die Hunderte Millionen Billionen (!) Mal schwächer sind als das Magnetsignal für den Kühlschrank.
„Wir sehen Fortschritte bei der Steuerung und Erzeugung von Quantenzuständen. Dies gibt uns das Recht, eine langjährige Theorie zu verwenden. Jetzt werden Quantencomputer zusätzlich zu gewöhnlichen Berechnungen unsichtbare, aber vorhandene Dinge finden “, betont Kent Irwin.
Klarer Nutzen für die Menschheit
Das hypersensitive Radio verfügt heute über einen Prototyp, dessen Abmessungen die Abmessungen der Coka-Cola-Dose nicht überschreiten. Bald wird die Version zeitweise erweitert und in der Lage sein, nicht nur Axionen, sondern auch andere Partikel zu scannen. Dies kann in der Medizin nützlich sein - die magnetischen und elektrischen Felder des Menschen waren für Wissenschaftler schon immer von Interesse. Kent Irwin prophezeite bereits den Nobelpreis oder einen Platz auf den Seiten thematischer Lehrbücher. Er wird ein Leitfaden für die Welt der Neuentdeckungen, deren Urheberschaft sicherlich von anderen Wissenschaftlern und Experimentatoren geteilt wird.