بلورات إسفنجية تستمع إلى همس المادة المظلمة ⚡ экспресс
تم اقتراح كاشف كمومي للمادة المظلمة يعتمد على الفونونات اليدوية — وهي اهتزازات في الشبكة البلورية ذات 'التفاف' معين، تمتلك عزمًا مغناطيسيًا كبيرًا. وقد اختيرت الأطر المعدنية العضوية (MOF) لتكون العنصر الحساس، بفضل بنيتها غير المتماثلة وإمكانية ضبطها. وأظهرت مقارنة المواد المرشحة أن الحساسية المتوقعة للجسيمات ذات الطاقة دون الإلكترون فولت تعتمد بشكل ضعيف على نوع الإطار المعدني العضوي المحدد، مما يسهل تكييف المادة. مثلما يحول الميكروفون الصوت إلى كهرباء، يقرأ المغناطيسي هنا 'النوتات' المغناطيسية الناتجة عن تفاعل المادة المظلمة مع الفونونات. وتم اقتراح نموذج أولي مزود بمغناطيس سطحي.
في ثلاثينيات القرن العشرين، لاحظ فريتز زويكي أن المجرات تتحرك وكأنها تُسحب بحمل غير مرئي. لاحقًا، أثبتت فيرا روبين أن النجوم عند الأطراف تدور بسرعة كبيرة جدًا - ويمسكها المادة المظلمة. لكن الإمساك بجسيماتها لم ينجح: فهي تعبر كل شيء مثل الأشباح.
الآن ابتكر الفيزيائيون مصيدة من بلورات مسامية تشبه الإسفنج. إذا اصطدم جسيم من المادة المظلمة بهذا الإسفنج، ستنشأ في داخله موجة صوتية ملتفة - دوامة مغناطيسية دقيقة. يمكن سماع هذا «الهمس» بوساطة مستشعر فائق الحساسية موضوع مباشرة على البلورة.
الأكثر إثارة للدهشة: أن حساسية الإسفنج تكاد لا تعتمد على تركيبته. يمكن تغيير المكونات الكيميائية وإضافة إضافات نادرة - ولا تتراجع الحساسية. وهذا يجعل الكاشف مرنًا. كما أن الموجات الملتفة هنا تذكرنا بالعملية التي أعقبت الانفجار العظيم والتي خرقت التناظر. وبما أن النموذج القياسي يصمت عن المادة المظلمة، فإن نجاح هذه المصيدة سيفتح الباب أمام فيزياء جديدة.
🎯 تُستخدم البلورات الإسفنجية المسامية فعليًا في التطبيقات العملية: لالتقاط ثاني أكسيد الكربون من الهواء وتخزين الهيدروجين في سيارات المستقبل.