Ученые показали технологию на основе кубитов для поиска темной материи
Технику, основанную на квантовой технологии, которая продвинет поиск темной материи продемонстрировали ученые из Национальной ускорительной лаборатории Ферми Министерства энергетики и Чикагского университета, 13 апреля сообщает phys.
Лаборатория разработала сверхпроводящие версии устройств, называемых кубитами, которые смогут обнаруживать слабые сигналы, излучаемые двумя видами гипотетических субатомных частиц, которые могут находиться в невидимой, но повсеместно распространенной части Вселенной, называемой «темным сектором».
Один из них называется аксион. Другой называется скрытым фотоном, частица, которая, возможно, взаимодействует с фотонами — частицами света — видимой Вселенной.
Техника, которую сейчас продемонстрировала команда Фермилаб-Чикагского университета, в 36 раз более чувствительна к частицам, чем квантовый предел, эталон обычных квантовых измерений, позволяющий проводить поиск темной материи в 1000 раз быстрее.
В этом методе кубиты предназначены для обнаружения фотонов, которые будут производиться при взаимодействии частиц темной материи с электромагнитным полем. Преимущество использования кубитов в качестве детекторов вместо традиционной технологии заключается в том, как они взаимодействуют с фотонами.
Ключ к чувствительности метода — его способность устранять ложноположительные показания. Обычные методы уничтожают фотоны, которые они измеряют. Но новая техника может исследовать фотон, не разрушая его. Повторные измерения одного и того же фотона в течение его 500 микросекундного срока службы обеспечивают страховку от ошибочных показаний.
«Для однократного измерения фотона с кубитом требуется около 10 микросекунд, поэтому мы можем сделать около 50 повторных измерений одного и того же фотона за время его жизни», — сказал Акаш Диксит, докторант физики из Чикагского университета.
«Эксперименты с использованием традиционных методов были далеко не такими, какими они должны были быть, чтобы мы могли обнаружить аксионную темную материю с большей массой», — сказал Чжоу. «Уровень шума слишком высок».
