Colaborare internațională inovatoare
Un proiect colaborativ între cercetători de la King’s College London, Universitatea Harvard și UC Berkeley a condus la crearea celui mai avansat detector de materie întunecată din istorie. Rezultatele acestei cercetări au fost publicate în prestigioasa revistă științifică Nature.
Ce este materia întunecată?
Materia întunecată constituie o formă invizibilă de materie, estimată să reprezinte aproximativ 85% din masa totală a Universului, dar natura sa rămâne în mare parte necunoscută. Axionii, particule fundamentale ipotetice, sunt considerați catalizatori importanți în acest context.
Rolul axionilor în materia întunecată
Axionii sunt particule extrem de ușoare, având interacțiuni foarte slabe cu materia obișnuită, ceea ce îi face o explicație viabilă pentru fenomenele gravitaționale inexplicabile observate în Univers.
Frecvențele axionilor
Aceste particule ar emite frecvențe specifice asemănătoare undelor radio, dar poziția lor exactă în spectrul electromagnetic nu este determinată. Cercetătorii sugerează că frecvențele axionilor ar putea varia de la kilohertzi la terahertzi, acoperind intervale de frecvență extrem de ridicate.
Conceptul detectorului „radio cosmic”
În cercetarea recentă, echipa științifică a prezentat un detector numit „radio cosmic”, specialist în identificarea frecvenței axionilor. Acesta utilizează un concept inovator denumit cuaziparticule axionice (AQ), care promite să faciliteze descoperirea materiei întunecate în următoarele 15 ani.
Funcționarea detectorului
Detectorul AQ este conceput pentru a emite o frecvență specifică în spațiu, care corespunde frecvenței axionului. Odată ce detectorul recunoaște și se ajustează la această frecvență, el va genera cantități extrem de mici de lumină.
Frecvențele terahertz
AQ operează la frecvențe înalte de terahertz, considerate promițătoare de către cercetători pentru detectarea axionilor. Această tehnologie ar putea schimba în mod semnificativ modul în care cercetătorii abordează problema materiei întunecate.
Utilizarea telururei de bismut-mangan
Pentru crearea cuaziparticulelor, cercetătorii au implementat un material cunoscut sub numele de telurură de bismut-mangan (MnBi₂Te₄), renumit pentru proprietățile sale electronice și magnetice speciale. Acest material a fost redus la câteva straturi bidimensionale suprapuse.
Exfolierea materialului
Asemenea proprietăți ale MnBi₂Te₄ au necesitat o exfoliere minuțioasă, reducând materialul la doar câteva straturi atomice pentru a optimiza caracteristicile sale. Conform estimărilor echipei de cercetare, realizarea unui detector funcțional ar putea fi posibilă în următorii cinci ani, prin dezvoltarea unui material AQ de dimensiuni mai mari.
Scanarea spectrului de frecvențe
După construirea detectorului, vor mai fi necesari încă zece ani pentru a explora spectrul de frecvențe înalte, zonă în care se estimează că ar putea fi localizată materia întunecată. Această etapizată abordare evidențiază complexitatea și provocările întâmpinate în descoperirea acestei forme enigmatice de materie.
