Znanstvenici su u potragu za tamnom tvari uključili sićušni magnet koji lebdi iznad supravodiča. Uređaj može registrirati vrlo male impulse, a istraživači su njime prvi put sustavno tražili vrlo teške čestice tamne tvari.
Fizičar Christopher Tunnell sa Sveučilišta Rice vodio je eksperiment u suradnji s istraživačima sa Sveučilišta Leiden. Nijedan od zabilježenih impulsa nije se mogao uvjerljivo pripisati čestici tamne tvari. Mjerenja su ipak isključila dio kombinacija njezine mase i jačine međudjelovanja s običnom tvari.
Detektor koji čeka vrlo mali potisak
Dosadašnji pokusi s tamnom tvari pokrivali su različite raspone masa, ali optički levitirani senzori nisu bili osjetljivi na najteže kandidate. Novi pristup cilja taj dio mogućeg raspona. Istraživači su koristili trajni magnet mase 0,356 miligrama i promjera približno pola milimetra.
Magnet lebdi iznad supravodiča ohlađenog gotovo do apsolutne nule. Budući da ne dodiruje podlogu, mehanički gubici vrlo su mali. Ako bi hipotetska čestica tamne tvari u interakciji s neutronima u magnetu prenijela dovoljno velik impuls, magnet bi se kratko pomaknuo, a senzori bi taj događaj zabilježili.
U ovom pokusu istraživači nisu tražili pravilno, ponavljajuće titranje, nego pojedinačne impulse. Podatke su snimali tijekom 30-dnevnog razdoblja, a zbog manjeg utjecaja vibracija analizirali su noćne sate. Nakon izbacivanja razdoblja sa smetnjama u konačnu je analizu ušlo 9,15 dana mjerenja.
Negativan rezultat također sužava potragu
Podaci ne sadrže događaj koji bi se mogao uvjerljivo pripisati čestici tamne tvari. Mjerenje je isključilo dio kombinacija njezine mase i jačine međudjelovanja s običnom tvari, ali nije zatvorilo ostale mogućnosti.
Mjerenje je obuhvatilo približno devet redova veličine masa. Time se raspon masa koji mogu ispitivati levitirani senzori proširio za približno sedam redova veličine u odnosu na ranije optičke pokuse. Magnetička levitacija tako otvara pristup području masa koje optički senzori nisu mogli pokriti.
Tamna tvar još nije izravno opažena. Njezino postojanje zaključuje se iz gravitacijskog djelovanja na galaksije, jata galaksija i kretanje materije u svemiru. Pojam obuhvaća različite moguće čestice i modele, a ne jednu potvrđenu česticu.
Što slijedi
Rad predstavlja prvi eksperimentalni korak prema širem korištenju levitacijskih senzora u potrazi za ultrateškom tamnom tvari. Različite metode i dalje pokrivaju različite raspone masa, a ovaj pokus nije pronašao potvrđen signal.
Novi pokus ne donosi otkriće čestice, ali pokazuje da se potraga može proširiti na područje masa koje je dosad bilo gotovo izvan dosega levitacijskih senzora.
