O temnem ničemer

V sredo je bil v reviji Nature objavljen članek velike kolaboracije znanstvenikov in znanstvenic, ki s pomočjo Googlovega financiranja poskušajo zgraditi prvi zares kvantni računalnik. S tem je mišljeno, da bo tak računalnik znal opravljati operacije, ki so z običajnim računalnikom praktično nemogoče.

V novem članku trdijo, da jim je na vezju s 53-imi superprevodnimi kubiti uspelo realizirati kvantno vezje. Trdijo, da lahko z njim v 0,2 odstotka primerih kontrolirano izpeljejo za klasični računalnik pretežko kombinacijo operacij. Za “state-of-the-art” algoritme so ocenili, da bi za simulacijo istega vezja potrebovali deset tisoč let. Kmalu po objavi pa se je oglasil IBM z oceno dva dni in pol. Kaj sledi, bomo še videli.

V drugih novicah beremo teden dni staro poročilo kolaboracije ADMX ali Eksperimenta za aksionsko temno snov. Projekt, ki s prekinitvami poteka od leta 1996, je posvečen enemu izmed dveh najpopularnejših potencialnih tipov delcev temne snovi - kozmološkim aksionom, ki naj bi nastali kmalu po velikem poku.

Zgodovina aksionov je dolga približno toliko kot Higgsov mehanizem. V začetku sedemdesetih let sta Roberto Peccei in Helen Quinn predlagala novo simetrijo v kvantni kromodinamiki kot tehnično rešitev tako imenovanega močnega problema CP v tej teoriji. Bistvo le-tega je, da teorija kvantne kromodinamike dopušča nek dodaten parameter, ki je bil že večkrat izmerjen in je nenavadno blizu vrednosti 0. Super, kaj ne?

Znanstvena skupnost pa s tem rezultatom ni bila preveč zadovoljna in je zahtevala pojasnilo. Tehnično rešitev predstavlja vpeljava aksionskega polja, spontani zlom simetrije glede na to polje ob velikem poku pa bi pojasnil meritve. Obstoj tega polja pa dopušča možnost za obstoj delcev, torej aksionov.

Ta rešitev je zanimiva, ker sicer naslavlja problem v fiziki visokih energij, vsebuje pa kozmološke implikacije. Zato so aksioni tudi kandidati za temno snov.

Eksperiment ADMX je zasnovan tako, da preučuje hipotetično sklopitev aksionov z elektromagnetnim poljem. V ta namen je 136-litrski cilinder resonančno vzbujan z ogromnim solenoidom. V primeru, da se frekvenca resonatorja ujema s procesom razpada aksiona na par fotonov, bi lahko zaznali porabo energije, ko bi resonator začel proizvajati aksione.

V najnovejšem setu meritev kolaboracija poroča o novih natančnih izključitvah možnosti za obstoj aksionov z maso med 2,6 in 3,4 mikroelektronvolti. Oziroma, kot rezultate opišejo v članku, so aksioni s takšno maso z veliko gotovostjo z elektromagnetnim poljem sklopljeni šibkeje in potrebnih je več meritev.

Če ne drugega lahko znanstvenikom in znanstvenicam čestitamo za njihov optimizem. Po več kot dvajsetih letih meritev brez kakršnihkoli konkretnih rezultatov članek zaključijo z besedami: odkritje bi se lahko zgodilo vsak hip.

ADMX: https://arxiv.org/abs/1910.08638