En Hızlı Dönen Levite Edilmiş Magnet Üretildi: Karanlık Madde Aramasında Fizikçilere Umut Veriyor

Deneyin şeması. Kaynak: Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aee6434

Küçük levitate edilmiş mıknatıslar, temas sürtünmesini ortadan kaldırarak son derece zayıf kuvvetleri ve mıknatısal alanları tespit etmede kullanışlı hale geliyor; aynı zamanda ultradüşük gürültülü kuantum sensörleri ve hassas ölçüm araçları olarak görev yapıyor. Levitasyonu aşırı soğukla birleştirmek, zayıf sinyallerin tespit edilmesini zorlaştıran istenmeyen hareketleri daha da azaltıyor.

Dönen mıknatıslar daha iyi bir mıknatısal hassasiyet sunar; ancak levitate edilmiş mikromıknatıslarla yapılan deneyler şimdiye kadar çoğunlukla sürekli dönmekten çok, ileri-geri hareketi inceledi. Dönen mıknatıslarla yapılan deneyler ise şu ana kadar makroskobik alanda kaldı ve bu mıknatıslar yaklaşık yarım milimetrekçapındaydı.

Ancak şimdi araştırmacılar, levitate edilmiş ilk dönen mikromıknatısla ilgili deneyleri raporluyor ve bu küçük mıknatız makroskobik versiyonundan çok daha hızlı. Science Advances‘de yayımlanan yeni çalışma, bu mikroskobik rotorun nasıl rekor kıran bir dönme hızına ulaştığını ve zaten karanlık madde parçacıkları arayışında nasıl yardımcı olduğunu açıklıyor.

Rekor kıran levitate edilmiş mikromıknatız

Yeni çalışmada yer alan ekip, yaklaşık 30 mikrometre yarıçapında manyetik küreleri, helyum sıvısıyla soğutulan süperiletken kurşun tuzağı içinde levitate etti. Süperiletken tuzak, Meissner etkisi sayesinde manyetik alanları dışarı iterek küçük bir mıknatızın aktif konum kontrolü olmadan süzülmesini sağlıyor.

Manyetik bobinler sonra küreleri saniyede 2,3 milyon devre, yani dakikada 138 milyon devre hıza hızlandırdı; ultrahassas bir süperiletken dedektör ise dönmelerini ve yavaşlamalarını izledi. Bağlam için, levitate edilmiş mıknatıslar için önceki rekor, 38 milyon devre/dakika hızındaki yarım milimetrekçapındaki mıknatızdı.

Araştırmacılar deneyleri yaklaşık 4,2 Kelvin (yaklaşık −269°C) sıcaklıkta gerçekleştirdi. Ölçülen yavaşlama, magnette yaklaşık 24 günlük bir karakteristik hız-azalma süresini işaret etti; bu da levite edilmiş mikro- veya nanoboyutlu bir nesnede şimdiye kadar ölçülen en düşük sönümleme oranıdır. Ayrı ve daha yavaş işleyen bir deneyde ise rotorun manyetik alan duyarlılığı, benzer boyutta, dönmeyen bir levite magnet ile şimdiye kadar gösterilen en iyi değere ulaştı ve bu da oldukça duyarlı ölçümler yapmasına olanak tanıdı.

Çalışmanın yazarları, “Dönen bir rotoru, 10⁻⁸ mbar’a kadar geniş bir basınç aralığında, T = 4,2 K’da kriojenik bir basınç sensörü olarak çalıştırabiliriz. Dönen bir rotor manometresi için önceki raporlanan en düşük çalışma sıcaklığı 77 K idi. Genel olarak, 4,2 K veya altında çalışan basınç sensörleri konusunda çok az rapor bulunuyor ve bunlar genellikle iyonizasyon manetreleri gibi belirli kalibrasyonlar gerektiren, düşük doğruluklu manetrelerdir. Buna karşılık, dönen bir rotor, metrolojik enstitüler tarafından düşük basınç ölçümleri için son derece kararlı ve doğru bir aktarım standardı olarak kabul edilir.”

Karanlık madde ve diğer uygulamalar için arama

Ekip, aynı zamanda bir rotoru salınan bir manyetik alanla senkronize etti ve böylece soğuk karanlık madde için önde gelen kuramsal adaylardan biri olan aksiyon benzeri karanlık madde parçacıklarından gelen imzalara yönelik ön araştırmacı bir aramada küçük bürüme bozulmalarını ölçebildi. Şimdiye kadar yalnızca çok dar bir frekans aralığını kapsayan bu ön araştırma, ilgili herhangi bir imza bulamadı, ancak bu tür kuramsal parçacıkların elektronlarla ne kadar güçlü etkileşebileceğine dair sınırlar koymaya yardımcı oldu.

Çalışmanın yazarları, “Aksiyon-elektron eşleşmesi gₐₑ konusundaki üst sınırımız, beşinci kuvvet deneylerinden çıkarılan en iyi laboratuvar temelli sınırlara yakın. Aksiyon benzeri karanlık madde bağlamında bu ölçümün ve ilgili veri analizinin son derece ön araştırma niteliğinde olduğunu vurgularız. Daha kapsamlı ve bant genişliğine sahip bir arama, daha büyük eşleşme ve daha düşük kayıpla çalışılarak birçok yönü hâlâ optimize edilecek şekilde gelecekteki çalışmalara bırakılıyor.”

Bu ultra hızlı dönen mıknatısın uygulamaları karanlık madde imzalarını aramıyla sınırlı değil. En yakın uygulama, çalışmada gösterildiği gibi, son derece soğuk vakum odaları içinde basınç ölçümüdür. Bu ölçümler, saçma gaz çarpışmaları hassas sistemleri bozan kuantum teknolojileri için ortamları karakterize etmeye yardımcı olabilir. Olası gelecekteki kullanımlar arasında hassas dönme, yerçekimi sensörleri ve aşırı mekanik gerilim altında malzeme testleri yer alır.

Çalışmanın yazarları, “Aksyonların belirli durumu dışında, bir ultrasensitif rotor diğer temel fizik durumlarında kullanılabilir. Büyük kütle dört kutuplu momenti içeren uzatılmış şekle sahip rotorlar, yüksek frekanslı yerçekimi dalgalarının tespiti, kendiliğinden çökme modellerinin mekanik testleri ve yerçekiminin kuantumluluk ile klasiklik arasındaki testleri gibi daha geniş bir ölçüm sınıfını mümkün kılacak.”

Sizin için yazarımız Krystal Kasal yazmış, Gaby Clark düzenlemiş ve Robert Egan doğrulamış ve gözden geçirmiş—bu makale özenli insan çalışmalarının bir sonucudur. Bağımsız bilim gazeteciliğini canlı tutmamız için sizin gibi okuyucularımıza dayanıyoruz.
Bu haberin sizin için önemliyse, lütfen bir bağış (özellikle aylık) düşünün. Teşekkürümüz olarak adsız bir hesap alacaksınız.

Joel K. Jose et al., Ultrafast Meissner-levitated microrotor, Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aee6434

Dergi bilgileri:
Science Advances

Varsayımsal parçacıklar
İletkenler
Sogutma
Kaldırma

Bu hikayenin ardında kim var?

Fizik alanında yüksek lisansına sahip serbest bilim yazarı. Beş yıllık klinik araştırma ve fizik eğitim deneyimi. Bilim iletişimcisi.
Tam profil →

MA derecesiyle İngilizce; 2021’den beri yükseköğretim ve sağlık içeriklerinde deneyime sahip editör. Güvenilir bilim haberlerine bağlı.

Tam profil →

Matematiksel biyoloji lisansı, yaratıcı yazma yüksek lisansı. Bilim ve dil üzerine benzersiz bakış açılarına sahip, geniş çapta seyahat etmiş.

Tam profil →

© 2026 Science X Network

Alıntı

:
The fastest levitated spinning magnet ever made might help physicists search for dark matter (2026, 9 Kasım)
9 Kasım 2026’da şu adresten alındı
https://phys.org/news/2026-11-fastest-levitated-magnet-physicists-dark.html

Bu belge telif hakkına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacıyla adil kullanım dışında, yazılı izin olmadan içeriğin hiçbir kısmı çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sunulmaktadır.