memo-x

Berita, komentar, dan fitur terbaru dari The Memo X

Detektor pertama di dunia yang dirancang oleh peneliti materi gelap merekam peristiwa langka

Resonator gelombang suara kristal kuarsa.

Detektor perintis yang dimaksudkan untuk menggunakan kuarsa untuk menangkap gelombang gravitasi frekuensi tinggi telah dibangun oleh para peneliti di ARC Center of Excellence for Dark Particle Physics (CDM) dan University of Western Australia.


Dalam 153 hari pertama operasinya, terungkap dua peristiwa yang pada prinsipnya dapat terjadi frekuensi tinggi gelombang gravitasiYang belum pernah dicatat oleh para ilmuwan sebelumnya.

Gelombang gravitasi frekuensi tinggi ini mungkin disebabkan oleh lubang hitam purba atau awan partikel materi gelap.

Hasilnya dipublikasikan bulan ini di pesan ulasan fisik Dalam artikel yang berjudul “Deteksi Kejadian Langka Menggunakan Antena Gelombang Gravitasi Gelombang Suara Masif Frekuensi Tinggi”.

Gelombang gravitasi awalnya diprediksi oleh Albert Einstein, mendalilkan bahwa gerakan benda-benda astronomi dapat menyebabkan gelombang kelengkungan ruang-waktu dikirim melintasi alam semesta, seperti gelombang yang disebabkan oleh batu yang jatuh ke genangan air yang datar. Prediksi ini dikuatkan pada tahun 2015 dengan deteksi pertama sinyal gelombang gravitasi.

Para ilmuwan percaya bahwa gelombang gravitasi frekuensi rendah disebabkan oleh dua lubang hitam yang berputar dan bergabung satu sama lain atau hilangnya sebuah bintang di dalam lubang hitam.

Sejak itu, era baru penelitian gelombang gravitasi telah dimulai, tetapi generasi detektor aktif saat ini hanya memiliki kepekaan yang kuat terhadap sinyal frekuensi rendah; Deteksi gelombang gravitasi frekuensi tinggi tetap menjadi bidang yang belum dijelajahi dan sangat menantang dalam astronomi. Meskipun sebagian besar perhatian ditujukan untuk frekuensi rendah Gelombang gravitasi, ada sejumlah besar proposal teoretis untuk sumber GW frekuensi tinggi juga, misalnya, lubang hitam primordial.

Detektor baru yang dirancang oleh tim peneliti CDC untuk menangkap gelombang gravitasi frekuensi tinggi dibangun di sekitar resonator gelombang akustik kristal kuarsa (BAW). Inti dari perangkat ini adalah piringan kristal kuarsa yang dapat bergetar pada frekuensi tinggi karena gelombang suara merambat melalui ketebalannya. Kemudian rangsang gelombang ini muatan listrik Melalui perangkat, yang dapat dideteksi dengan menempatkan pelat konduktif pada permukaan luar piringan kuarsa.

BAW terhubung ke perangkat interferensi kuantum superkonduktor, yang dikenal sebagai SQUID, yang bertindak sebagai penguat yang sangat sensitif untuk sinyal tegangan rendah kuarsa BAW. Rakitan ini ditempatkan di beberapa perisai radiasi untuk melindunginya dari medan elektromagnetik liar dan didinginkan ke suhu rendah untuk memungkinkan deteksi getaran akustik energi rendah dari kristal kuarsa sebagai tegangan besar dengan bantuan penguat SQUID.

Tim yang terdiri dari Dr. Maxim Goryachev, Profesor Michael Topar, William Campbell, Ik Seung-Heng, Serge Gallio dan Profesor Eugene Ivanov sekarang akan bekerja untuk menentukan sifat sinyal, yang dapat mengkonfirmasi deteksi gelombang gravitasi frekuensi tinggi.

Gelombang gravitasi hanyalah kandidat potensial yang telah ditemukan, kata Campbell, tetapi penjelasan lain untuk hasilnya bisa jadi adalah adanya partikel muatan atau penumpukan tekanan mekanis, peristiwa meteorit atau proses atom internal. Bisa juga karena materi gelap bermassa tinggi berinteraksi dengan detektor.

“Sangat menarik bahwa peristiwa ini menunjukkan bahwa reagen baru itu sensitif dan memberi kami hasil, tetapi sekarang kami harus menentukan dengan tepat apa arti hasil itu,” kata Campbell.

“Melalui pekerjaan ini, kami telah menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa perangkat ini dapat digunakan sebagai detektor gelombang gravitasi yang sangat sensitif. Eksperimen ini adalah salah satu dari hanya dua yang saat ini aktif di dunia yang mencari gelombang gravitasi frekuensi tinggi pada frekuensi ini dan kami memiliki rencana untuk memperluas jangkauan kami ke frekuensi ini lebih tinggi, di mana tidak ada eksperimen lain yang terlihat sebelumnya.Pengembangan teknik ini dapat memberikan deteksi pertama gelombang gravitasi pada frekuensi tinggi ini, memberi kami wawasan baru tentang bidang astronomi gelombang gravitasi ini.

“Eksperimen generasi berikutnya akan melibatkan pembuatan versi detektor dan muon detektor sensitif terhadap partikel kosmik. “Jika dua detektor menemukan keberadaan gelombang gravitasi, itu akan sangat menarik,” katanya.


Big Bang: Bagaimana Kita Mencoba ‘Mendengarkannya’, dan Fisika Baru yang Dapat Diungkapkannya


informasi lebih lanjut:
Maxim Goryachev et al., Peristiwa langka terdeteksi menggunakan antena gelombang gravitasi frekuensi tinggi gelombang sonik masif, pesan ulasan fisik (2021). DOI: 10.1103/ PhysRevLett.127.071102

kutipan: Detektor pertama di dunia yang dibuat oleh peneliti materi gelap merekam peristiwa langka (2021, 24 Agustus) Diakses pada 24 Agustus 2021 dari https://phys.org/news/2021-08-world-first-detector-dark-rare-events . bahasa pemrograman

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Sekalipun ada kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.

READ  Pasokan vaksin melebihi permintaan di Bear River Health, Utah