Квантові сенсори, розміщені в єдиній мережі, можуть дати змогу зафіксувати рух легкої темної матерії, яка раніше залишалася недоступною для спостережень.
Темну матерію визначають як «форму матерії, що не взаємодіє зі світлом і виявляється лише через гравітаційний вплив». Її існування підтверджують рухи галактик. Проте склад і властивості залишаються невідомими. Особливо складними для пошуку є легкі частинки.
Одна з гіпотез припускає, що легка темна матерія має масу менше 1 еВ. У такому режимі вона поводиться радше як хвиля. Класичні детектори для цього не підходять. Саме тому фізики звернулися до квантових методів.
Запропонований підхід ґрунтується на «квантових датчиках», тобто «системах, що використовують квантово-механічні стани для надточних вимірювань». Кілька таких сенсорів об’єднують у просторово розподілену мережу. Дані зчитуються як єдиний квантовий масив. Це відкриває доступ до нових параметрів сигналу.
«Наш метод не потребує спеціальних експериментальних установок», — зазначили дослідники. Підхід сумісний із різними типами детекторів. Головною умовою є квантово-механічний спосіб зчитування даних. Це робить метод універсальним.
Ключовим досягненням стало вимірювання швидкості темної матерії. «Ми можемо визначати швидкість не через траєкторії, а через просторово розширені детектори», — пояснив Хадзіме Фукуда. Такий підхід працює навіть тоді, коли немає чітких зіткнень. Це принципово важливо для легких частинок.
Метод також дозволяє визначати напрямок руху. Це дає змогу вивчати не лише наявність сигналу, а й його просторову структуру. Квантова мережа перетворюється на інструмент астрономічного «спостереження». Вперше з’являється можливість картографування.
Аналітичні оцінки показують вищу чутливість порівняно з класичними масивами. Метод не залежить від конкретного типу взаємодії. Це відрізняє його від попередніх експериментів. Підхід відкриває новий напрям у фізиці частинок.
«У майбутньому ми хотіли б вимірювати не лише швидкість, а й розподіл темної матерії», — підсумував Фукуда. Така перспектива може змінити стратегію пошуку. Квантові технології поступово стають ключем до невидимого Всесвіту.