Forskare använder leviterande magnet för att söka efter mörk materia

I ett banbrytande experiment har forskare använt en leviterande magnet för att söka efter ultralätta partiklar som kan utgöra mörk materia. Trots att inga tecken på dessa partiklar hittades, öppnar metoden nya möjligheter för framtida detektioner.

En ny metod för att hitta det osynliga

Mörk materia utgör cirka 85 % av all materia i universum, men dess natur är fortfarande okänd eftersom den inte interagerar med ljus och därmed inte kan observeras direkt. Forskare har länge försökt detektera mörk materia genom olika metoder, men utan framgång.

I det aktuella experimentet använde forskarna en liten permanentmagnet, mindre än en milligram, som svävade i en fälla skapad av en supraledare – ett material som leder elektricitet utan motstånd. Magnetens rörelser övervakades med en extremt känslig kvantmekanisk sensor kallad SQUID (Superconducting Quantum Interference Device), som kan mäta mycket små förändringar i magnetfält. (Science News)

Ultralätt mörk materia och dess påverkan

Om mörk materia består av ultralätta partiklar, skulle dessa kunna bete sig som vågor som påverkar materia genom en ny typ av kraft. I experimentet förväntades dessa vågor orsaka små rörelser i den leviterande magneten. Genom att analysera data från experimentet letade forskarna efter sådana rörelser, men fann inga bevis för dem. (ScienceAQ, Science News)

Framtida förbättringar och experimentet POLONAISE

Trots att inga tecken på mörk materia upptäcktes, visar experimentet potentialen i denna metod. Forskarna planerar att förbättra experimentets känslighet genom att använda en större magnet med en massa på några hundra milligram. Detta skulle kunna göra metoden mer känslig än tidigare tekniker för att detektera ultralätt mörk materia.(Science News)

Det förbättrade experimentet har fått namnet POLONAISE (Probing Oscillations using Levitated Objects for Novel Accelerometry in Searches of Exotic physics), inspirerat av en traditionell polsk dans som forskarna utförde för att hålla värmen vid en klimatprotest där de träffades. (arXiv)

Vad är en SQUID?

En SQUID (Superconducting Quantum Interference Device) är en extremt känslig magnetometer som använder kvantmekaniska effekter för att mäta mycket små förändringar i magnetfält. Den används i olika vetenskapliga tillämpningar där hög känslighet krävs, såsom i detta experiment för att upptäcka potentiella effekter av mörk materia.(Wikipedia)

Sammanfattning

Forskare har för första gången använt en leviterande magnet för att söka efter ultralätt mörk materia. Även om inga tecken på sådana partiklar hittades, visar metoden stor potential för framtida detektioner. Det planerade experimentet POLONAISE syftar till att förbättra känsligheten och kan bli ett kraftfullt verktyg i jakten på att förstå universums mörka komponenter.(Science News)

Källor:

• Science News: Scientists used a levitating magnet to hunt for dark matter(Science News)
• arXiv: First Search for Ultralight Dark Matter Using a Magnetically Levitated Particle(arXiv)

Taggar:

• Fysik: Artikeln behandlar fysikaliska experiment och teorier kring mörk materia.
• Rymden: Eftersom mörk materia är en fundamental komponent i universum, är studier av dess egenskaper relevanta för rymdforskning.
• Teknik: Användningen av avancerad teknik som supraledare och SQUID-sensorer är central i experimentet.

Extra taggar:

• Partikelfysik: Eftersom experimentet syftar till att detektera partiklar som kan utgöra mörk materia, är det relevant för fältet partikelfysik.