Os cientistas criaram um detector de matéria escura, que já registrou os primeiros sinais

Um grupo de engenheiros, composto por representantes do Centro de Competência em Física da Matéria Escura, em conjunto com representantes da University of Western Australia, desenvolveu com sucesso um detector de ondas gravitacionais completamente novo modelo.

E o novo detector já conseguiu registrar dois sinais, que podem muito bem ser sinais de matéria escura. Além disso, os eventos registrados podem ser sinais de buracos negros primordiais ou, em geral, uma manifestação de interferência externa. Gostaria de enfatizar que tais sinais não podem mais ser registrados por nenhum dos detectores existentes.

Novo detector de ondas gravitacionais e suas perspectivas

Como você sabe, as ondas gravitacionais nada mais são do que flutuações no campo gravitacional, que se propagam literalmente por todo o espaço cósmico ao longo da tela do espaço-tempo. E essas ondas são formadas devido ao movimento de objetos com uma grande massa (por exemplo, buracos negros).

A própria possibilidade da existência de ondas gravitacionais foi prevista na relatividade geral há mais de cem anos. Mas eles foram capazes de confirmar experimentalmente sua realidade apenas em 2015, graças ao uso de supersensíveis detectores (aliás, foi pelo primeiro registro mundial de ondas gravitacionais que o Prêmio Nobel foi concedido em 2017 ano).

Portanto, os distúrbios gravitacionais registrados em 2015 foram o resultado da fusão de dois buracos negros em um.

Desde então, os instrumentos têm registrado repetidamente perturbações gravitacionais, mas, como os autores do novo detector, as gerações anteriores de dispositivos eram capazes de detectar frequências extremamente baixas indignação. E a detecção de distúrbios gravitacionais de alta frequência é uma tarefa assustadora para os físicos modernos.

E o novo detector é o primeiro dispositivo desse tipo, cuja tarefa é registrar com precisão distúrbios de alta frequência. E, de fato, o detector nada mais é do que um ressonador de ondas acústicas em massa, implementado em um oscilador de quartzo.

Portanto, um disco de quartzo vibra com uma frequência aumentada quando as ondas acústicas passam por ele. Uma vez que o quartzo tem um efeito piezoelétrico, as ondas acústicas são transformadas em impulsos elétricos que são recebidos por placas condutivas especiais anexadas a disco de quartzo.

Essas almofadas transmitem os pulsos recebidos para um dispositivo de interferência supercondutor, no qual o sinal é amplificado para que o detector possa corrigi-lo.

Toda essa estrutura é colocada em escudos de radiação, cujo objetivo é proteger contra interferências de radiação externa, e é resfriada a quase zero absoluto.

Assim, o detector criado acabou sendo capaz de registrar distúrbios gravitacionais com frequências na faixa dos megahertz.

Cientistas testaram o dispositivo resultante por 153 dias e, nesse período, foram realizadas duas longas sessões, ocorridas em maio e novembro de 2019.

Durante esses testes, o novo detector foi capaz de registrar dois dos mais raros eventos de alta frequência. As perturbações que ocorreram na faixa de 5 Hz foram registradas em 12 de maio e 27 de novembro de 2019.

De onde exatamente os sinais registrados vieram, os cientistas não têm ideia, mas existe uma suposição que as partículas de energia escura, chamadas WIMPs, entraram em interação com o detector criado.

Mas os cientistas também não excluem a possibilidade de que as interações registradas sejam o resultado da presença de partículas carregadas ou o resultado da manifestação usual do estresse mecânico acumulado no próprio detector ou por um processo atômico interno cristal.

Apesar de haver algum elemento de incerteza, os cientistas ainda estão cheios de otimismo. Afinal, o experimento mostrou pela primeira vez que esses dispositivos podem ser usados ​​como detectores altamente sensíveis de ondas gravitacionais.

Além disso, os cientistas planejam modificar seu detector e registrar distúrbios de frequência ainda mais alta. E os cientistas querem usar o mesmo detector de quartzo em conjunto com o detector de múon de partículas cósmicas.

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