Ερευνητές του Πανεπιστημίου Rice χρησιμοποίησαν ένα μαγνητικά αιωρούμενο σωματίδιο για να αναζητήσουν υπέρβαρη σκοτεινή ύλη.
Η μέθοδος αυτή διευρύνει τις έρευνες για τις βαρύτερες δυνατές μορφές της αόρατης ύλης που κρατά συμπαγείς τους γαλαξίες. Με επικεφαλής τον Christopher Tunnell, αναπληρωτή καθηγητή φυσικής και αστρονομίας, η ομάδα αξιοποίησε έναν μικροσκοπικό αιωρούμενο μαγνήτη ως ανιχνευτή υψηλής ευαισθησίας, σχεδιασμένο να καταγράφει την ανεπαίσθητη ώθηση που θα προκαλούσε ένα υπέρβαρο σωματίδιο σκοτεινής ύλης περνώντας μέσα από αυτόν.
Ένας μικροσκοπικός ανιχνευτής σε αναμονή
Ο ανιχνευτής είναι ένας μόνιμος μαγνήτης με μέγεθος κόκκου άμμου, ο οποίος αιωρείται πάνω από έναν υπεραγωγό ψυγμένο σχεδόν στο απόλυτο μηδέν. Επειδή ο μαγνήτης δεν αγγίζει καμία επιφάνεια, η τριβή μειώνεται σημαντικά, επιτρέποντας ακόμα και σε μια ελάχιστη δύναμη να τον θέσει σε κίνηση. Οι επιστήμονες παρακολουθούσαν τον μαγνήτη τόσο στενά ώστε να ανιχνεύουν μετατοπίσεις περίπου στο ένα εκατοστό του πλάτους ενός ατόμου.
«Αντί να ψάχνουμε για ένα σταθερό σήμα, περιμένουμε πολύ μικρά χτυπήματα», δήλωσε ο Juehang Qin, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Rice. «Η πρόκληση είναι να κάνουμε τον ανιχνευτή αρκετά ήσυχο και ευαίσθητο ώστε, αν κάτι ασυνήθιστο τον σπρώξει, να μπορέσουμε να δούμε αυτήν την κίνηση».
Διαφορετική στρατηγική αναζήτησης
Η πειραματική αυτή προσέγγιση διαφέρει από τις παραδοσιακές έρευνες, οι οποίες εστιάζουν σε σωματίδια με μάζα παρόμοια με εκείνη των ατόμων. Ο Dorian Amaral, πρώην μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Rice, σημείωσε:
«Αυτό που κάνει την προσέγγιση υποσχόμενη είναι ότι εφαρμόζουμε τεχνολογία σχεδιασμένη να μετρά εξαιρετικά μικρές δυνάμεις σε ένα διαφορετικό εύρος σκοτεινής ύλης».
Στένωση των ορίων της σκοτεινής ύλης
Τελικά, οι ερευνητές δε βρήκαν στοιχεία αλληλεπίδρασης υπέρβαρης σκοτεινής ύλης με τον ανιχνευτή. Ωστόσο, η απουσία σήματος επέτρεψε τον αποκλεισμό συγκεκριμένων συνδυασμών μάζας και ισχύος αλληλεπίδρασης. Στη συνέχεια, η ομάδα σχεδιάζει να ψύξει περαιτέρω τον μαγνήτη, να συλλέξει δεδομένα για μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα και να αιωρήσει ταυτόχρονα πολλούς μαγνήτες για να ξεχωρίζει τα πιθανά σήματα από τους περιβαλλοντικούς κραδασμούς.
