Forskare utvecklar ny kvantsensor för detektion av mörk materia
Ett team av forskare har presenterat en ny kvantsensor som kan revolutionera sökandet efter mörk materia. Enheten, som beskrivs i en nylig studie, använder avancerad kvantteknik för att upptäcka svårfångade partiklar med en känslighet utan motstycke. Detta genombrott lovar att förbättra vår förståelse av universums dolda komponenter.
I en studie publicerad den 30 september 2025 meddelade forskare från University of California, Berkeley, utvecklingen av en kvantsensor utformad specifikt för att detektera mörk materiapartiklar. Mörk materia, som uppskattas utgöra cirka 85 % av universums massa, har länge undvikit direkt detektion trots många experiment.
Sensorn använder kväve-vakanscentra i diamant för att mäta subtila förändringar i magnetfält som potentiellt orsakas av svagt interagerande massiva partiklar (WIMPs), en ledande kandidat för mörk materia. Huvudforskaren Dr. Elena Rossi förklarade: 'Denna kvantmetod låter oss undersöka signaler som traditionella detektorer kan missa, och erbjuder en känslighetsökning på upp till 100 gånger.' Teknologin bygger på kvantsensorprinciper som först utforskades i början av 2010-talet, med prototyper testade i laboratorie förhållanden från 2023 till 2025.
Teamets experiment involverade att kyla sensorn till temperaturer nära absolut noll och exponera den för simulerade interaktioner med mörk materia. Resultaten visade att enheten kunde skilja potentiella mörk materiasignaler från bakgrundsbrus med hög precision. 'Vi har passerat en kritisk tröskel för känslighet', tillade Rossi, och betonade sensorens potential för integration i större underjordiska detektorer som de vid Sanford Underground Research Facility.
Denna utveckling kommer mitt i pågående utmaningar inom partikelfysik, där tidigare sökningar, såsom de i LUX-ZEPLIN-experimentet, har gett negativa resultat. Den nya sensorn hanterar vissa begränsningar genom att fungera i rumstemperatur för vissa komponenter, vilket minskar driftskostnaderna. Implikationerna inkluderar inte bara jakten på mörk materia utan också tillämpningar inom medicinsk bildbehandling och navigationssystem.
Även om studien markerar framsteg varnar forskarna för att fältinsats och validering i verkliga förhållanden behövs. Resultaten publicerades i tidskriften Nature, granskad av experter inom kvantfysik och astrofysik.