우주에 숨겨진 새로운 물리 현상을 탐구할 준비가 된 고속 양자 센서 네트워크 - 사진: AI/ScienceDaily
이 프로젝트는 초고감도 양자 센서를 지구 궤도에 발사하여 이상한 "스핀 의존적 상호작용"을 감지할 수 있기를 기대합니다. 이는 암흑 물질과 현재 우리가 이해하는 수준을 넘어서는 힘을 발견하는 데 중요한 단서가 될 수 있습니다.
Science China Press 에 게재된 연구에 따르면, 이 프로젝트는 중국 우주 정거장과 같은 우주 플랫폼에 정밀 측정 장치를 설치할 것으로 예상됩니다.
핵심 원리는 소립자 간의 드문 물리적 상호작용을 감지하는 데 기반하는데, 이 상호작용은 소립자의 "스핀"(회전 각운동량)과 상대 속도에 따라 달라집니다. 이러한 상호작용은 원자 에너지 준위에 미세한 변화를 일으킬 수 있으며, 이는 양자 센서가 감지할 수 있는 "의사 자기장"으로 나타납니다.
우주 환경은 지상 실험실에서는 재현할 수 없는 고유한 이점을 제공합니다. 첫째, 우주 정거장의 매우 빠른 속도(약 7.67km/s)는 속도 의존적 상호작용 신호를 크게 향상시킵니다.
더 중요한 것은, 지구가 스핀 편극 입자의 거대한 자연적 원천이라는 점입니다. 지구의 지각과 맨틀에 있는 비공유 전자는 오늘날 이용 가능한 최고의 인공적 원천보다 수십조 배 더 큰 원천을 만들어냅니다.
또한, 지구의 주기적인 자전은 탐지하려는 신호를 주기파로 변환하여 과학자들이 배경 잡음을 더욱 효과적으로 걸러낼 수 있도록 합니다. 이를 통해 장치의 감도가 기존 감지 한계보다 수백만 배 향상됩니다.
이 아이디어를 실현하기 위해 연구팀은 제논-129와 제논-131 두 가지 동위원소를 사용하여 이중 비활성 기체 스핀 센서 프로토타입을 성공적으로 개발했습니다. 이 설계 덕분에 이 장치는 일반적인 자기장 간섭을 최대 10,000배까지 상쇄할 수 있으며, 진동 방지 기술과 방사선 차폐층을 탑재하여 혹독한 우주 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있습니다.
이 프로토타입의 초기 성공은 우주와 지상 사이에 통합 센서 네트워크를 구축하는 기반을 마련했습니다.
먼 미래에 인간이 태양계 깊숙한 곳까지 활동을 확장하면 과학자들은 목성과 토성 같은 거대 행성을 자연적인 회전원으로 활용할 수 있을 것으로 기대하며, 이를 통해 우주의 가장 깊은 신비를 푸는 새로운 시대가 열릴 것으로 기대합니다.
출처: https://tuoitre.vn/bien-ca-trai-dat-thanh-may-do-vu-tru-tham-vong-moi-cua-gioi-khoa-hoc-20251207161304165.htm
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