De deeltjesfysica betreedt een nieuw tijdperk met de komst van de volgende generatie botsers, die ongekende energieniveaus beloven. Om de resulterende complexe subatomaire resten te beheren, wenden wetenschappers zich tot quantum sensoren.
Een internationaal team, waaronder leden van Fermilab, Caltech en NASA's JPL, heeft met succes het potentieel van supergeleidende microdraad single-foton detectoren (SMSPD's) aangetoond. Deze quantum sensoren hebben een uitzonderlijke tijd- en ruimtelijke resolutie laten zien bij tests met hoogenergetische deeltjesbundels.
Maria Spiropulu van Caltech benadrukt de cruciale behoefte aan deze nauwkeurige detectoren naarmate deeltjesversnellers in kracht toenemen. Ze stelt dat het opnemen van quantum sensing in hun toolkit de zoektocht naar nieuwe deeltjes en donkere materie zal optimaliseren, en het onderzoek naar de oorsprong van ruimte en tijd zal vergemakkelijken. SMSPD's bieden een duidelijk voordeel door de afweging tussen ruimtelijke en temporele resolutie te elimineren, waardoor het vermogen om zeldzame deeltjes in complexe gebeurtenissen te identificeren wordt vergroot en de weg wordt vrijgemaakt voor ontdekkingen in faciliteiten zoals de Future Circular Collider (FCC).
Voortbouwend op de basis van supergeleidende nanodraad single-foton detectoren (SNSPD's), die al worden gebruikt in quantumnetwerken en ruimtecommunicatie, luiden deze vorderingen een nieuw tijdperk in van het begrijpen van ons universum. De precisie en mogelijkheden van quantum sensoren zullen een cruciale rol spelen in de toekomst van de deeltjesfysica.