Memajukan pengeditan gen dengan varian CRISPR / Cas9 baru - ScienceDaily
Teknologi

‘Pizza’ dapat membantu mengatasi misteri materi gelap? – ScienceDaily


Meskipun massanya semakin kecil, keberadaan axion, setelah terbukti, dapat menunjukkan fisika baru di luar Model Standar. Lahir untuk menjelaskan masalah simetri mendasar dalam gaya nuklir kuat yang terkait dengan ketidakseimbangan materi-antimateri di alam semesta kita, partikel hipotetis ini juga menjadi kandidat materi gelap yang menarik. Meskipun sumbu akan ada dalam jumlah yang cukup besar untuk dapat menjelaskan massa yang “hilang” dari alam semesta, pencarian materi gelap ini sejauh ini cukup menantang.

Ilmuwan percaya bahwa ketika axion berinteraksi dengan medan magnet, energinya akan diubah menjadi foton. Foton yang dihasilkan diharapkan berada di suatu tempat dalam rentang frekuensi gelombang mikro. Berharap mendapatkan kecocokan yang tepat untuk axion, eksperimentalis menggunakan detektor gelombang mikro, sebuah haloscope rongga. Memiliki resonator silinder yang ditempatkan dalam solenoida, medan magnet yang mengisi rongga meningkatkan sinyal. Haloscope juga memungkinkan para ilmuwan untuk terus menyesuaikan frekuensi resonansi dari rongga. Namun, eksperimen pencarian sumbu yang paling sensitif, Axion Dark Matter eXperiment (ADMX) di University of Washington telah mencari wilayah frekuensi rendah, di bawah 1 GHz, karena memindai wilayah frekuensi yang lebih tinggi memerlukan radius rongga yang lebih kecil, sehingga mengakibatkan hilangnya volume yang signifikan dan karenanya lebih sedikit sinyal.

Sebuah tim peneliti, yang dipimpin oleh Dr. YOUN SungWoo di Center for Axion and Precision Physics Research (CAPP) di dalam Institute for Basic Science (IBS) di Korea Selatan, telah mengembangkan desain rongga sel ganda yang baru, yang dijuluki “rongga pizza. ” Sama seperti pizza yang dipotong menjadi beberapa irisan, beberapa partisi membagi volume rongga secara vertikal menjadi potongan-potongan yang identik (sel). Dengan hampir tidak ada volume yang hilang, haloscope sel banyak ini memungkinkan keluaran yang berarti dari pemindaian wilayah frekuensi tinggi. Meskipun ada upaya untuk menggabungkan rongga yang lebih kecil bersama-sama dan menggabungkan sinyal individu dengan semua rongga yang disetel pada frekuensi yang sama, penyiapannya yang rumit dan mekanisme pencocokan frekuensi non-sepele telah menjadi hambatan. “Haloscope rongga pizza memiliki fitur pengaturan detektor yang lebih sederhana dan mekanisme pencocokan fase yang unik serta volume deteksi yang lebih besar dibandingkan dengan desain multi-rongga konvensional,” catat Dr. YOUN SungWoo, penulis studi terkait.

Para peneliti membuktikan bahwa rongga banyak sel mampu mendeteksi sinyal frekuensi tinggi dengan peningkatan efisiensi dan keandalan. Dalam percobaan menggunakan magnet superkonduktor 9T pada suhu 2 kelvin (-271 ° C), tim dengan cepat memindai rentang frekuensi> 200 MHz di atas 3 GHz, yang merupakan wilayah 4 ~ 5 kali lebih tinggi daripada yang dihasilkan ADMX. sensitivitas yang lebih tinggi terhadap model teoritis daripada hasil sebelumnya yang dibuat oleh eksperimen lain. Juga desain rongga baru ini memungkinkan para peneliti untuk mengeksplorasi rentang frekuensi tertentu empat kali lebih cepat daripada percobaan konvensional. “Menyelesaikan sesuatu empat kali lebih cepat.” Dr. Youn dengan bercanda menambahkan, “Dengan menggunakan desain rongga multi-sel ini, mahasiswa Ph.D. kami harus dapat lulus lebih cepat daripada di lab lain.”

Apa yang membuat desain multi-sel ini mudah dioperasikan adalah jarak antara partisi di tengah. Memiliki semua sel yang terhubung secara spasial, satu antena mengambil sinyal dari seluruh volume. “Karena penghemat pizza menjaga irisan pizza tetap utuh dengan topping aslinya, celah di antaranya membantu sel-sel untuk bekerja,” kata Dr. Youn. Antena tunggal juga memungkinkan para peneliti untuk menilai apakah medan elektromagnetik yang diinduksi oleh sumbu didistribusikan secara merata ke seluruh rongga, yang dianggap penting untuk mencapai volume efektif maksimum. “Namun, ketidakakuratan dan ketidaksejajaran dalam konstruksi rongga dapat menghambat sensitivitas. Untuk itu, desain multi-sel ini memungkinkan untuk meringankannya dengan menyesuaikan ukuran celah di tengah, sehingga tidak ada volume yang terbuang percuma,” jelas Dr. Youn.

Upaya ekstensif selama dua tahun dari tim peneliti menghasilkan desain optimal untuk pencarian materi gelap axion yang telah lama dicari di wilayah frekuensi tinggi. Tim sedang mempertimbangkan untuk menggabungkan beberapa rongga multi-sel ke sistem yang ada di CAPP untuk memperluas pita pencarian sumbu ke wilayah frekuensi yang lebih tinggi daripada yang saat ini dieksplorasi.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Institut Ilmu Dasar. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Data Sidney