Фізика елементарних частинок вступає в нову еру з появою коллайдерів наступного покоління, які обіцяють безпрецедентні рівні енергії. Щоб впоратися зі складними субатомними уламками, які утворюються в результаті, вчені звертаються до квантових сенсорів.
Міжнародна команда, до складу якої входять члени з Fermilab, Caltech і JPL NASA, успішно продемонструвала потенціал надпровідних мікродротяних детекторів одиночних фотонів (SMSPD). Ці квантові сенсори продемонстрували виняткову часову та просторову роздільну здатність під час тестування пучками частинок високої енергії.
Марія Спіропулу з Caltech підкреслює критичну потребу в цих точних детекторах, оскільки потужність коллайдерів частинок зростає. Вона заявляє, що включення квантового зондування до їхнього набору інструментів оптимізує пошук нових частинок і темної матерії, а також сприятиме вивченню походження простору та часу. SMSPD пропонують чітку перевагу, усуваючи компроміс між просторовою та часовою роздільною здатністю, покращуючи здатність ідентифікувати рідкісні частинки в складних подіях і відкриваючи шлях для відкриттів на таких об’єктах, як Future Circular Collider (FCC).
Спираючись на фундамент надпровідних нанодротяних детекторів одиночних фотонів (SNSPD), які вже використовуються в квантових мережах і космічному зв’язку, ці досягнення віщують нову еру розуміння нашого Всесвіту. Точність і можливості квантових сенсорів відіграватимуть ключову роль у майбутньому фізики елементарних частинок.