Rays Universiteti tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Caanita Mehrani, Raysın Tətbiqi Fizika üzrə Magistr Proqramının doktorantı və Physical Review Letters jurnalında dərc olunmuş bir araşdırmanın ilk müəllifidir . Mənbə: Jorge Vidal/Rice Universiteti

Qaranlıq maddə kainatdakı maddənin 85%-ni təşkil edir, lakin elm adamları hələ də onun nədən ibarət olduğunu bilmirlər. Rays Universitetinin tədqiqatçıları tərəfindən Physical Review Letters jurnalında dərc olunmuş bir araşdırma , bir çox fiziklərin qaranlıq maddəni təşkil edə biləcəyini düşündüyü hipotetik hissəciklər olan aksionları axtarmağa kömək edə biləcək bir detektor dizaynı təklif edir.

Təklif olunan detektor, maqnit sahəsi daxilində istiqaməti dəyişdikdə reaksiyası dəyişən yarımkeçirici materiallar sinfinə əsaslanacaq. Bu material reaksiyası detektoru tənzimləməyi asanlaşdırır və tədqiqatçılara mövcud texnologiyalarla araşdırılması çətin olan bir sıra aksion kütlələrini araşdırmağa imkan verir.

“Biz yeni bir tətbiq — aksion aşkarlanması üçün kondensasiya olunmuş maddə fizikasından yaxşı öyrənilmiş bir material təklif edirik”, – deyə tədqiqatın ilk müəllifi olan Raysın Tətbiqi Fizika üzrə Magistr Proqramının doktorantı Caanita Mehrani bildirib. “Bu materialın fərqli cəhəti ondadır ki, o, mürəkkəb mexaniki tənzimləmə mexanizmlərindən istifadə etməyə məcbur deyil, sadəcə maqnit sahəsi ilə tənzimlənir.”

Aksionların işığa çevrilməsinə kömək edir

Qaranlıq maddə adi maddə ilə çox zəif qarşılıqlı təsir göstərdiyindən birbaşa müşahidə edilə bilməz. Alimlər onun mövcudluğunu qalaktikalara və kainatın təkamülünə cazibə qüvvəsinin təsirindən irəli gətirirlər. Lakin nəzəriyyəyə görə, güclü maqnit sahəsinə məruz qaldıqda aksionlar işıq hissəciklərinə və ya fotonlara çevrilə bilər .

Yarımkeçirici Kvant Quyusu Aksion Radiometr Təcrübəsi və ya SQWARE adlanan detektor, aksionların fotonlara çevrilməsinə kömək etmək üçün hazırlanmışdır. Buna nail olmaq üçün SQWARE, elektronları düz, ikiölçülü təbəqələrdə tutan çoxlu kvant quyuları adlanan ultra nazik yarımkeçirici təbəqələrdən istifadə edir.Mümkün SQWARE detektorunun sxemi. Mənbə: Physical Review Letters (2026). DOI: 10.1103/y7jl-gj2k

Bu şəkildə məhdudlaşdırıldıqda, elektronlar plazma kimi davranır və işığın materialdan necə keçdiyini dəyişir.

Mehrani bildirib ki, “Baş verən odur ki, bu plazma fotonlara effektiv kütlə verir və bu da aksion və foton arasında impulsun qorunmasına kömək edir, çünki vakuumda aksionların kütləsi olur, fotonların kütləsi isə olmur”. “Biz bu impuls uyğunsuzluğuna kömək etməyə və aksionları rezonanslı şəkildə fotonlara çevirməyə çalışırıq ki, bu da foton siqnalını gücləndirsin ki, qaranlıq maddəni daha asan aşkar edə bilək.”

Nəzəriyyədən laboratoriya testlərinə qədər

Tədqiqat nəzəri olsa da, tədqiqatçılar dizaynı praktik məhdudiyyətləri nəzərə alaraq hazırladılar. Onlar təklif olunan yarımkeçirici strukturların mövcud və ya yaxın gələcək texnologiyası ilə istehsal oluna biləcəyini qiymətləndirdilər və detektorun real eksperimental şəraitdə necə işləyəcəyini təxmin etdilər.

Növbəti addım materialların laboratoriyada gözlənildiyi kimi işləyib-işləmədiyini müəyyən etməkdir. Komanda hazırda namizəd yarımkeçirici strukturları xarakterizə edir və konsepsiyanı eksperimental olaraq sınaqdan keçirmək üçün prototip cihazlar hazırlayır.

“Yarımkeçirici materiallardakı irəliləyişlər orijinal tətbiqlərindən daha çox imkanlar yaratmışdır”, – deyə Rays-da elektrik və kompüter mühəndisliyi, materialşünaslıq və nanomühəndislik üzrə dosent və tədqiqatın həmmüəllif müəllifi Şenqsi Huanq bildirib.

“Bu iş, eyni materialların hissəciklər fizikası və kosmologiyadakı əsas suallardan birini həll etmək üçün uyğunlaşdırıla biləcəyini araşdırır.”

Raysın Karl F. Hasselmann adına Mühəndislik professoru, elektrik və kompüter mühəndisliyi, fizika və astronomiya, materialşünaslıq və nanomühəndislik professoru və Smalley-Curl İnstitutunun fakültə direktoru Junichiro Kono da bu tədqiqatın həmmüəllifidir.

Nəşr detalları

Jaanita Mehrani və digərləri, MeV üçün Kvant Yarımkeçirici Heterostrukturları Axion Qaranlıq Maddə Aşkarlanması, Fiziki İcmal Məktubları (2026). DOI: 10.1103/y7jl-gj2k

Jurnal məlumatları: Fiziki icmal məktubları 

Əsas anlayışlar

Kollektiv davranışHipotetik hissəciklərYarımkeçiricilərHissəcik detektorları

Rays Universiteti tərəfindən təmin edilir Bu hekayənin arxasında kim dayanır?

Sadie Harley

Həyat Elmləri və Ekologiya üzrə bakalavr. Neft, qaz və bərpa olunan enerji sənayesində əczaçılıq xəbərləri sahəsində təcrübəsi olan mikrobiologiya laboratoriyası təcrübəsi. Tam profil →

Robert Egan

Riyazi biologiya üzrə bakalavr, yaradıcı yazı üzrə magistr dərəcəsi. Elm və dilə dair unikal perspektivləri olan çox səyahət etmişəm. Tam profil →

Daha ətraflı araşdırın

“Kosmik radio” detektoru 15 il ərzində qaranlıq maddəni kəşf edə bilər