Temná hmota zůstává jednou z nejzajímavějších záhad moderní fyziky. Tato záhadná látka, která tvoří přibližně 85 % veškeré hmoty ve vesmíru, zůstává pro naše tradiční přístroje neviditelná. Navzdory její nepolapitelnosti vědci usuzují na její existenci díky gravitačnímu působení v galaxiích a kupách galaxií.
Již několik desetiletí vědci vyvíjejí stále sofistikovanější experimenty k detekci jejich přítomnosti. Od podzemních detektorů až po urychlovače částic, hledání prozkoumalo mnoho směrů bez přesvědčivých výsledků. Tyto experimenty hledaly známky interakce temné hmoty s normální hmotou, ale až dosud zůstávala temná hmota nepolapitelná.
Nyní tým vědců zvolil zcela nový a převratný přístup, který by mohl změnit pravidla hry. Jejich metoda využívá pokročilou kvantovou technologii v kombinaci s principy magnetické levitace. Cílem této inovativní techniky je nejen detekovat temnou hmotu, ale také lépe pochopit její základní vlastnosti.
Fyzikové vyvinuli průkopnický experiment, který využívá malý magnet zavěšený ve vzduchu ke sledování signálů ultralehké temné hmoty, uvádí ScienceNews. Tento přístup vychází z teorie, že pokud se temná hmota skládá z ultralehkých částic, měla by se chovat jako vlna schopná vytvářet jemné poruchy v magnetických objektech.
Související článek
Experimentální zařízení, které vizuálně připomíná zlatý lustr, využívá magnet o hmotnosti menší než jeden miligram. Tento objekt je zavěšen uvnitř nádoby ze supravodivého materiálu, čímž se eliminuje jakýkoli elektrický odpor, který by mohl měření rušit. Supravodiče jsou materiály, které po ochlazení na extrémně nízké teploty umožňují průchod elektrického proudu bez odporu, což je klíčové pro udržení magnetu ve stabilním levitujícím stavu.
Christopher Tunnell, částicový astrofyzik na Riceově univerzitě v Houstonu, vedl se svým týmem tento výzkum. Magnet je monitorován kvantovým zařízením SQUID (Superconducting Quantum Interference Device), které je speciálně navrženo pro detekci mikroskopických změn magnetického pole. Pokud by existovala ultralehká temná hmota a interagovala s běžnou hmotou prostřednictvím neznámých sil, výsledné vlny by způsobily detekovatelné vibrace v levitujícím magnetu.
Ačkoli první výsledky neprokázaly žádné takové poruchy, vědci identifikovali konkrétní vylepšení, která by mohla výrazně zvýšit citlivost experimentu. Hlavní úprava spočívá v použití mnohem těžšího magnetu o hmotnosti několika set miligramů namísto současného. To by mohlo zvýšit schopnost zařízení detekovat jemné vibrace, které by měla temná hmota způsobovat.
Zajímavé je, že spolupráce mezi Tunnellem a fyzikem Tjerkem Oosterkampem z Leidenské univerzity vznikla během protestu proti klimatickým změnám, kde se oba vědci setkali. Vylepšený experiment se bude jmenovat POLONAISE, podle tradičního polského tance, který oba vědci během této demonstrace předvedli, aby se zahřáli. Tento příběh poukazuje na to, jak může věda vzniknout z nečekaných setkání a tvůrčí spolupráce.
Využití magnetické levitace při hledání temné hmoty je příkladem toho, jak pokrok v kvantové technologii otevírá nové možnosti v částicové fyzice. S tím, jak vědci tyto metody dále zdokonalují, se možnost objevení podstaty temné hmoty stává stále hmatatelnější. Vědecká komunita nadále pozorně sleduje budoucí vývoj a doufá, že tyto průkopnické experimenty konečně objasní jednu z největších záhad vesmíru.