암흑 물질 연구원이 설계한 세계 최초의 탐지기, 희귀 사건 기록

석영 크리스탈 음파 공진기.

ARC Center of Excellence for Dark Particle Physics(CDM)와 University of Western Australia의 연구원들은 석영을 사용하여 고주파 중력파를 포착하기 위한 선구적인 검출기를 구축했습니다.


운영 첫 153일 동안 원칙적으로 다음과 같은 두 가지 사건이 밝혀졌습니다. 고주파 중력파과학자들이 이전에 기록하지 않은 것.

이러한 고주파 중력파는 원시 블랙홀이나 암흑 물질 입자 구름에 의해 발생할 수 있습니다.

결과는 이달 물리적 검토 메시지 “고주파 대규모 음파 중력파 안테나를 사용한 희귀 이벤트 감지”라는 제목의 기사에서.

중력파는 원래 알버트 아인슈타인(Albert Einstein)에 의해 예측되었는데, 천체의 움직임은 마치 돌이 평평한 웅덩이에 떨어질 때 발생하는 파동과 마찬가지로 시공간 곡률의 파동이 우주를 가로질러 보내질 수 있다고 가정했습니다. 이 예측은 2015년 중력파 신호의 첫 번째 감지에 의해 확증되었습니다.

과학자들은 저주파 중력파가 두 개의 블랙홀이 회전 및 병합하거나 블랙홀에서 별이 사라지면서 발생한다고 믿습니다.

그 이후로 중력파 연구의 새로운 시대가 시작되었지만 현재 세대의 능동 감지기는 저주파 신호에만 강한 감도를 가지고 있습니다. 고주파 중력파의 탐지는 천문학에서 아직 탐구되지 않은 매우 어려운 분야로 남아 있습니다. 가장 많은 관심을 기울이고 있지만 낮은 빈도 중력파, 원시 블랙홀과 같은 고주파수 GW 소스에 대한 이론적 제안이 많이 있습니다.

고주파 중력파를 포착하기 위해 CDC 연구팀이 설계한 새로운 탐지기는 수정 BAW(탄성파) 공진기 주위에 구축되었습니다. 이 장치의 핵심은 두께를 통해 이동하는 음파로 인해 고주파에서 진동할 수 있는 수정 수정 디스크입니다. 그런 다음이 파도를 자극하십시오. 전기 충전 석영 디스크의 외부 표면에 전도성 판을 배치하여 감지할 수 있는 장치를 통해.

BAW는 BAW 석영 저전압 신호에 대해 매우 민감한 증폭기 역할을 하는 SQUID로 알려진 초전도 양자 간섭 장치에 연결됩니다. 이 어셈블리는 표유 전자기장으로부터 보호하기 위해 다중 복사 차폐물에 배치되었고 SQUID 증폭기의 도움으로 큰 전압으로 수정 수정의 저에너지 음향 진동을 감지할 수 있도록 저온으로 냉각되었습니다.

Maxim Goryachev 박사, Michael Topar 교수, William Campbell, Ik Seung-Heng, Serge Gallio 및 Eugene Ivanov 교수가 포함된 팀은 이제 고주파 중력파의 감지를 확인할 수 있는 신호의 특성을 결정하는 작업을 수행합니다.

중력파는 발견된 가능한 후보 중 하나일 뿐이지만 결과에 대한 다른 설명은 전하 입자의 존재 또는 기계적 응력 축적, 운석 사건 또는 내부 원자 과정이 될 수 있다고 Campbell은 말했습니다. 또한 검출기와 상호 작용하는 고질량 암흑 물질 때문일 수도 있습니다.

Campbell은 “이 사건이 새로운 시약이 민감하고 우리에게 결과를 제공한다는 것을 보여주었다는 것은 흥미롭지만 이제 우리는 그 결과가 의미하는 바를 정확히 결정해야 합니다”라고 말했습니다.

“이 연구를 통해 우리는 이러한 장치가 고감도 중력파 탐지기로 사용될 수 있음을 처음으로 보여주었습니다. 이 실험은 이러한 주파수에서 고주파 중력파를 검색하는 세계에서 현재 활성화된 두 가지 중 하나이며 우리는 다른 실험에서는 볼 수 없었던 것처럼 더 높은 주파수로 도달 범위를 확장할 계획이 있습니다.이 기술의 개발은 이러한 고주파수에서 중력파의 첫 번째 탐지를 제공하여 중력파 천문학의 이 분야에 대한 새로운 통찰력을 제공할 수 있습니다.

“차세대 실험에는 탐지기 및 뮤온 버전을 구축하는 것이 포함될 것입니다. 탐지기 우주 입자에 민감합니다. “만약 두 개의 탐지기가 중력파의 존재를 발견한다면 그것은 정말 흥미진진할 것입니다.”라고 그는 말했습니다.


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추가 정보:
Maxim Goryachev 등, 대규모 음파 고주파 중력파 안테나를 사용하여 희귀 이벤트 감지, 물리적 검토 메시지 (2021). DOI: 10.1103/ PhysRevLett.127.071102

인용구: 암흑물질 연구자들이 만든 세계 최초의 탐지기, 희귀 사건 기록 (2021년 8월 24일) https://phys.org/news/2021-08-world-first-detector-dark-rare-events에서 2021년 8월 24일 검색 . 프로그래밍 언어

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