Въпреки че са проведени много експерименти на Земята, за да се опитат да открият тъмна материя, мистериозното вещество остава неуловимо. Сега физиците предложиха нов експеримент, който ще се опита да намери сигнали чрез изпращане на атомни часовници до мястото, където тъмната материя трябва да е най-плътна – точно близо до Слънцето.
Материята, която виждаме навсякъде около нас всеки ден, съставлява само около 15% от масата във Вселената. Останалите 85% се приписват на странна, невидима субстанция, която не отразява и не излъчва светлина, откъдето идва и призрачно звучащото й име тъмна материя. Той обаче прави присъствието си известно чрез своите гравитационни взаимодействия със светлината и материята и доказателствата за съществуването му продължават да се трупат.
Разочароващо обаче, най-доброто доказателство от всички – директното откриване – продължава да убягва на учените въпреки десетилетия на търсене. Проведени са експерименти за откриване на тъмна материя въз основа на свойствата, които тя може или не може да има, според прогнозите на различни модели. Най-честата тема е да поставите огромен резервоар с детекторен материал дълбоко под земята, далеч от смущения, и да изчакате редкия случай, когато частица тъмна материя се сблъска с атомно ядро в резервоара. Други експерименти наблюдават електромагнитни ефекти, които се предвижда да произведат някои хипотетични частици от тъмна материя.
Досега нито един от тези експерименти не е показал никакви признаци за това нещо. Но може би това е така, защото сме търсили на грешното място – Земята. Моделите предполагат, че най-високата плътност на тъмната материя в Слънчевата система би била точно близо до Слънцето, така че това е мястото, където ново проучване предлага да започнем да търсим.
Изследователи от Kavli IPMU, Университета на Калифорния, Ървайн и Университета на Делауеър очертаха потенциален нов метод за откриване на тъмна материя близо до Слънцето. Там плътността на материала трябва да е достатъчно висока, така че прогнозираните сигнали да са много по-ясни, отколкото биха били на Земята.
В моделите, при които частиците на тъмната материя имат изключително малки маси, се предвижда, че те предизвикват колебания в определени природни константи, като масата на електрона или силата на електромагнетизма. Тези промени от своя страна биха повлияли на енергиите на атомите, докато преминават между състояния. Тъй като атомните часовници работят чрез измерване на честотата на фотоните, излъчвани от атоми, преминаващи между състояния, те трябва да могат да открият кога тъмната материя причинява тези трептения.
„Колкото повече тъмна материя има около експеримента, толкова по-големи са тези колебания, така че локалната плътност на тъмната материя има голямо значение при анализирането на сигнала“, каза Джошуа Еби, автор на изследването.
Важно е, че екипът казва, че технологията, необходима за провеждане на експеримента, вече съществува. Атомните часовници се използват широко за поддържане на синхронизацията на космическите кораби, а специалното екраниране на слънчевата сонда Parker показа, че могат да се правят орбити близо до Слънцето.
„Космическите мисии на дълги разстояния, включително възможните бъдещи мисии до Марс, ще изискват изключително отчитане на времето, каквото би било осигурено от атомните часовници в космоса“, каза Еби. „Възможна бъдеща мисия с екраниране и траектория, много подобна на слънчевата сонда Parker, но носеща апарат с атомен часовник, може да бъде достатъчна за извършване на търсенето.“
Въпреки че в момента няма информация кога или дали тази концепция може някога да бъде приложена, това е интригуваща идея.
Статия, описваща идеята, беше публикувана в списанието Природна астрономия.
източник: Кавли IPMU
Публикациите се превеждат автоматично с google translate
