Å gjøre jorden om til en rom-"detektor": forskernes nye ambisjon

Forskere lanserer SQUIRE-prosjektet for å sette kvantesensorer i bane, og bruke Jorden som en naturlig «detektor» for å jakte på mørk materie.

Et høyhastighets kvantesensornettverk i rommet er klart til å utforske nye fysiske fenomener skjult i universet - Foto: AI/ScienceDaily

Ved å skyte opp ultrafølsomme kvantesensorer i bane rundt jorden, håper prosjektet å oppdage merkelige «spinnavhengige interaksjoner» – viktige ledetråder som kan føre til oppdagelsen av mørk materie og krefter utenfor vår nåværende forståelse.

Prosjektet forventes å installere presisjonsmåleinstrumenter på romplattformer som den kinesiske romstasjonen, ifølge forskning publisert i tidsskriftet Science China Press .

Kjerneprinsippet er basert på å oppdage sjeldne fysiske interaksjoner mellom elementærpartikler, som er avhengige av deres "spinn" (rotasjonsvinkelmoment) og relative hastighet. Disse interaksjonene kan skape små endringer i atomenerginivåer, som manifesterer seg som "pseudomagnetiske felt" som kan fanges opp av kvantesensorer.

Rommiljøet tilbyr unike fordeler som ikke kan gjenskapes i bakkelaboratorier. For det første forbedrer romstasjonens ekstremt høye hastighet (omtrent 7,67 km/s) signalet fra hastighetsavhengige interaksjoner betydelig.

Enda viktigere er det at Jorden fungerer som en enorm naturlig kilde til spinnpolariserte partikler. Uparede elektroner i planetens skorpe og mantel skaper en kilde som er hundrevis av kvadrillioner ganger større enn de beste kunstige kildene som er tilgjengelige i dag.

I tillegg konverterer jordens periodiske rotasjon signalene som søkes etter til periodiske bølger, slik at forskere kan filtrere ut bakgrunnsstøy mer effektivt. Dette øker enhetens følsomhet millioner av ganger sammenlignet med dagens deteksjonsgrenser.

For å realisere denne ideen utviklet forskerteamet en prototype av en dobbel edelgass-spinnsensor, som bruker to isotoper, Xenon-129 og Xenon-131. Denne designen lar enheten kansellere ut vanlige magnetiske forstyrrelser opptil 10 000 ganger, og er utstyrt med antivibrasjonsteknologi og et strålingsbeskyttelseslag for å fungere holdbart i tøffe rommiljøer.

Den første suksessen til denne prototypen legger grunnlaget for å bygge et integrert sensornettverk mellom rom og bakke.

I en fjern fremtid, når mennesker utvider aktivitetene sine dypt inn i solsystemet, forventer forskere å kunne dra nytte av gigantiske planeter som Jupiter og Saturn som naturlige kilder til spinn, og dermed åpne en ny æra i å dekode universets dypeste mysterier.

Tilbake til emnet

VNA

Kilde: https://tuoitre.vn/bien-ca-trai-dat-thanh-may-do-vu-tru-tham-vong-moi-cua-gioi-khoa-hoc-20251207161304165.htm