Supõe-se que a grande maioria da matéria no universo ao nosso redor é matéria escura. Acredita-se que apenas cerca de 15% seja matéria visível e tangível, e os 85% restantes sejam matéria escura, o que nunca foi determinado. Cientistas dos Estados Unidos propuseram um esquema experimental que pode ajudar a detectar experimentalmente a existência de matéria escura, para a qual começaram a usar um qubit supercondutor.
Físicos do Laboratório Fermi e da Universidade de Chicago desenvolveram um novo experimento, durante o qual será possível buscar duas partículas hipotéticas propostas como candidatas à matéria escura - são fótons escuros e áxions. Os primeiros podem se misturar com fótons comuns, mas ao mesmo tempo devem ter massa, e os últimos são capazes de se dividir em dois fótons sob certas condições. Cada um desses candidatos pode potencialmente se manifestar onde fótons comuns não deveriam estar. Um fóton escuro pode se transformar espontaneamente em um fóton comum, e um áxion, ao interagir com um campo magnético, pode emitir dois fótons comuns.
Pesquisadores desenvolveram um dispositivo que bloqueia fótons comuns e amplifica quaisquer fótons que possam ser produzidos por interações com a matéria escura (fótons escuros ou áxions). O circuito de detecção inclui um ressonador de micro-ondas supercondutor feito de alumínio com pureza de 99,9999%. Dentro do ressonador há uma antena na forma de um qubit supercondutor. É ela quem detectará fótons no ressonador, se eles aparecerem de repente lá.
O ressonador e o qubit são resfriados a uma temperatura muito, muito próxima do zero absoluto - a -273,1°C (o zero absoluto está no nível de -273,15°C). O sistema é capaz de capturar um fóton até 50 vezes durante o tempo de vida de 500 μs dessa partícula, o que é necessário para confirmar com segurança sua aparência em um ressonador isolado.
Idealmente, dizem os pesquisadores, a temperatura do ressonador e do qubit deveria ter sido reduzida para -273,14°C, então o ruído de fundo e seu efeito no qubit teriam sido completamente eliminados, mas isso é tecnologicamente impossível hoje. Deve-se notar que o experimento de caça à matéria escura ainda não foi realizado. Este é apenas um conceito, que os pesquisadores disseram à Physical Review Letters.
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