डार्क मैटर डिटेक्टर पहले सिग्नल का पता लगाता है

डार्क मैटर डिटेक्टर पहले सिग्नल का पता लगाता है
डार्क मैटर डिटेक्टर पहले सिग्नल का पता लगाता है
Anonim

डार्क मैटर फिजिक्स और यूनिवर्सिटी ऑफ वेस्टर्न ऑस्ट्रेलिया में सेंटर ऑफ कॉम्पीटेंस के शोधकर्ताओं ने एक नए प्रकार के गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टर का निर्माण किया है। उपकरण ने हाल ही में दो दुर्लभ घटनाओं को रिकॉर्ड किया है जो डार्क मैटर के संकेत हो सकते हैं। एक वैकल्पिक व्याख्या: ये आदिकालीन ब्लैक होल या बाहरी हस्तक्षेप की अभिव्यक्ति के संकेत हैं।

हम जोड़ते हैं कि इन संकेतों को अधिकांश मौजूदा गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टरों द्वारा नहीं पकड़ा जा सकता है। उन्होंने पहले कभी पंजीकरण नहीं कराया। वैज्ञानिकों ने वैज्ञानिक पत्रिका फिजिकल रिव्यू लेटर्स में प्राप्त परिणामों पर एक रिपोर्ट प्रकाशित की।

गुरुत्वाकर्षण तरंगें गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में परिवर्तन हैं जो अंतरिक्ष-समय के कैनवास पर तरंगों के रूप में बाहरी अंतरिक्ष के माध्यम से फैलती हैं। वे बड़े पैमाने पर वस्तुओं की गति के कारण दिखाई देते हैं, उदाहरण के लिए, ब्लैक होल।

गुरुत्वाकर्षण तरंगों के अस्तित्व की भविष्यवाणी एक सदी पहले सामान्य सापेक्षता द्वारा की गई थी। भौतिक विज्ञानी 2015 में ही विशेष अल्ट्रासेंसिटिव डिटेक्टरों की मदद से इन बहुत कमजोर गड़बड़ी का पता लगाने में सक्षम थे, जिसके लिए उन्हें 2017 में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार मिला था।

2015 में दर्ज की गई गुरुत्वाकर्षण तरंगें दो छोटे ब्लैक होल के विलय से बने एक विशाल ब्लैक होल का संकेत थीं।

2015 से, डिटेक्टरों ने बार-बार गुरुत्वाकर्षण तरंगों से संकेतों को रिकॉर्ड किया है। हालांकि, ऑस्ट्रेलियाई वैज्ञानिकों (नए डिटेक्टर के लेखक) के अनुसार, गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टरों की वर्तमान पीढ़ी केवल कम-आवृत्ति तरंगों को ही उठा सकती है। पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया विश्वविद्यालय की एक प्रेस विज्ञप्ति के अनुसार, उच्च-आवृत्ति गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने के तरीके बेरोज़गार हैं और खगोल भौतिकी में बेहद कठिन हैं।

उच्च-आवृत्ति गुरुत्वाकर्षण तरंगों को पंजीकृत करने के लिए, डार्क मैटर भौतिकी के क्षेत्र में सक्षमता केंद्र में एक डिटेक्टर बनाया गया था। डिटेक्टर एक क्वार्ट्ज क्रिस्टल पर आधारित थोक ध्वनिक तरंगों का एक गुंजयमान यंत्र है - एक क्वार्ट्ज थरथरानवाला।

एक क्वार्ट्ज डिस्क उच्च आवृत्ति पर कंपन करती है जब ध्वनिक तरंगें इससे गुजरती हैं। पीजोइलेक्ट्रिक गुणों वाला एक क्वार्ट्ज क्रिस्टल ध्वनिक कंपन को विद्युत आवेश में परिवर्तित करता है। यह चार्ज एक क्वार्ट्ज डिस्क के खिलाफ दबाए गए दो विद्युत प्रवाहकीय प्लेटों द्वारा लिया जाता है। वे एक सुपरकंडक्टिंग क्वांटम इंटरफेरेंस डिवाइस को एक विद्युत संकेत प्रेषित करते हैं, जो सिग्नल को बढ़ाता है ताकि एक डिटेक्टर इसे उठा सके।

यह पूरी संरचना कई विकिरण ढालों के अंदर रखी गई है जो इसे बाहरी विद्युत चुम्बकीय विकिरण के रूप में हस्तक्षेप से बचाती है, और लगभग पूर्ण शून्य तक ठंडा हो जाती है। ऐसा डिटेक्टर मेगाहर्ट्ज़ रेंज में आवृत्तियों के साथ गुरुत्वाकर्षण तरंगों से संकेतों का पता लगा सकता है।

ऑस्ट्रेलियाई वैज्ञानिकों ने 153 दिनों तक अपने डिटेक्टर का परीक्षण किया। यह प्रयोग के दो सत्रों की कुल अवधि थी जिसे शोधकर्ताओं ने मई और नवंबर 2019 में आयोजित किया था।

इन सत्रों के दौरान, एक नए गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टर ने दो दुर्लभ उच्च-आवृत्ति घटनाओं को रिकॉर्ड किया। लगभग पांच मेगाहर्ट्ज़ की आवृत्ति वाले सिग्नल 12 मई और 27 नवंबर को दर्ज किए गए थे।

ये संकेत कहां से आए यह अभी भी अज्ञात है, लेकिन वैज्ञानिकों का सुझाव है कि डार्क मैटर के उम्मीदवार - कण जिन्हें सिद्धांतवादी WIMPs कहते हैं - ने अपने डिटेक्टर के साथ इस तरह से बातचीत की।

हालांकि, यह संभव है कि संसूचक द्वारा प्राप्त संकेत एक गुरुत्वाकर्षण तरंग नहीं है, बल्कि आवेशित कणों की उपस्थिति या संसूचक में यांत्रिक तनाव के संचय, या उल्कापिंड की घटना, या एक आंतरिक परमाणु प्रक्रिया की अभिव्यक्ति है। क्रिस्टल, डिटेक्टर के लेखक कहते हैं।

प्राप्त संकेतों के बारे में निश्चितता की कमी के बावजूद, डार्क मैटर फिजिक्स और यूनिवर्सिटी ऑफ वेस्टर्न ऑस्ट्रेलिया में सेंटर ऑफ कॉम्पीटेंस के वैज्ञानिक आशावादी हैं।

पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया विश्वविद्यालय के माइकल टोबार कहते हैं, "इस काम में, हमने पहली बार दिखाया है कि इन उपकरणों को अत्यधिक संवेदनशील गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टरों के रूप में उपयोग किया जा सकता है।" इन आवृत्तियों पर उच्च आवृत्ति गुरुत्वाकर्षण तरंगें, और हमारे पास विस्तार करने की योजना है हमारे डिटेक्टर की क्षमताओं को और भी अधिक आवृत्तियों तक जो पहले किसी अन्य प्रयोग में नहीं देखा गया है।"

वैज्ञानिक इस बात पर जोर देते हैं कि उनके द्वारा उपयोग की जाने वाली तकनीक का विकास संभावित रूप से इतनी उच्च आवृत्तियों पर गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पहला पता लगाने में मदद कर सकता है।

अगले प्रयोग में, शोधकर्ता ब्रह्मांडीय कणों के म्यूऑन डिटेक्टर के साथ एक ही क्वार्ट्ज डिटेक्टर का उपयोग करने जा रहे हैं।

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