Brytyjskie konsorcjum kierowane przez fizyków z Imperial nawiązało współpracę z amerykańskim Fermilab w celu skonstruowania 100-metrowego eksperymentu kwantowego – Matter-wave Atomic Gradiometer Interferometric Sensor (MAGIS-100). Eksperyment, budowany w Narodowym Laboratorium Akceleratora Fermi Departamentu Energii USA, pomoże naukowcom zademonstrować superpozycję atomów i przyspieszy poszukiwania ultralekkich cząstek ciemnej materii.
Zaangażowane brytyjskie instytucje, w tym uniwersytety w Liverpoolu, Cambridge i Oksfordzie, są wspierane przez Science and Technologies Facilities Council. Badania mogą położyć podwaliny pod przyszłe detektory fal grawitacyjnych i zaawansowaną technologię czujników.
Brytyjskie konsorcjum współpracuje z Fermilab przy eksperymencie kwantowym
A konsorcjum brytyjskich uniwersytetów, na czele którego stoją fizycy z Imperial, porozumiało się z amerykańskim laboratorium Fermilab w sprawie budowy 100-metrowego eksperymentu kwantowego. Eksperyment, znany jako Matter-wave Atomic Gradiometer Interferometric Sensor (MAGIS-100), jest obecnie budowany w Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) Departamentu Energii USA. Eksperyment ma na celu zademonstrowanie superpozycji atomów i dalsze poszukiwanie ultralekkich cząstek ciemnej materii.
Science and Technologies Facilities Council (STFC) wspiera brytyjskie instytucje w dostarczaniu niezbędnej wiedzy i wsparcia dla eksperymentu MAGIS-100. Eksperyment ten ma na celu zgłębienie tajemnic fizyki kwantowej i ciemnej materii. Atom Interferometer Observatory and Network (AION), kierowane przez Imperial, jest częścią tego konsorcjum i obejmuje uniwersytety w Liverpoolu, Cambridge i Oksfordzie. Oczekuje się, że brytyjskie instytucje przyczynią się do zaprojektowania, budowy i dostarczenia systemu detekcji dla interferometru oraz będą uczestniczyć w uruchomieniu i analizie danych eksperymentu.
Eksperyment MAGIS-100 i jego potencjalny wpływ
Eksperyment MAGIS-100 to eksperyment interferometrii atomowej, który zostanie zainstalowany w pionowym szybie dostępowym w Fermilab. Eksperyment polega na schłodzeniu atomów strontu do temperatury bliskiej zera absolutnego i zrzuceniu ich w dół 100-metrowej rury próżniowej. Atomy przejdą następnie przez światło lasera, powodując ich jednoczesny ruch z dwiema różnymi prędkościami. Zespół zmierzy i porówna sygnały z atomów, aby zbadać superpozycje atomowe i potencjalne odchylenia spowodowane przez nieuchwytne cząstki ciemnej materii oddziałujące z atomami. Badania mogą również utorować drogę dla przyszłych detektorów fal grawitacyjnych i badań poprzez pionierską technologię zaawansowanych czujników.
Rola współpracowników AION w eksperymencie MAGIS-100
Współpracownicy AION współpracują z amerykańskimi uniwersytetami w celu opracowania kilku komponentów optycznych dla eksperymentu MAGIS-100. Dostarczają kamery, które będą rejestrować wzory interferencyjne światła fluorescencyjnego emitowanego przez atomy strontu uderzone światłem lasera, a także krytyczne komponenty optyczne i systemy danych. Będą również uczestniczyć w uruchomieniu i analizie danych eksperymentu. Współpracownicy AION, dzięki swojej wiedzy i doświadczeniu w planowaniu, konstruowaniu i prowadzeniu eksperymentów na dużą skalę, pracują nad zwiększeniem skali interferometrii zimnych atomów, która rozpoczęła się jako małe eksperymenty uniwersyteckie.
MAGIS-100, w połączeniu z planowanym interferometrem w Wielkiej Brytanii, pozwoli nam zbadać te części fizyki, których obecnie nie dostrzega żadna technologia.
Profesor Oliver Buchmueller
Potencjał technologii kwantowych w odkrywaniu tajemnic Wszechświata
Mark Thomson, przewodniczący wykonawczy STFC, wyraził podekscytowanie inicjatywą, stwierdzając, że stanowi ona ekscytującą okazję zarówno dla Wielkiej Brytanii, jak i Stanów Zjednoczonych do współpracy w zakresie nowych technologii dla nauki podstawowej. Podkreślił ogromny potencjał zastosowania technologii kwantowych w misji naukowej mającej na celu odkrycie tajemnic wszechświata.