Juli 12, 2024

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Wissenschaftler haben eine einzigartige Falle zum Einfangen dunkler Materie entwickelt

Wissenschaftler haben eine einzigartige Falle zum Einfangen dunkler Materie entwickelt
Das Experiment beinhaltete das Abkühlen von Lithiumatomen auf Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt, um mögliche Änderungen ihrer Flugbahn an der University of Political Research and Technology in Ottawa zu untersuchen.

Obwohl dunkle Materie und dunkle Energie schätzungsweise 95 Prozent der Materie im Universum ausmachen, haben Wissenschaftler sie nicht direkt beobachtet. Ein neues Experiment Universität Nottingham Es versucht, dieses Rätsel durch Erschaffen zu lösen Dunkle Materie „Falle“ lesen DomänenwändeNach der Theorie von Felder skalieren. Die Projektlaufzeit beträgt drei Jahre, die Ergebnisse werden innerhalb eines Jahres erwartet.

Er Standardmodell der Physik Dank der bereitgestellten Verbesserungen ist es jetzt das beste Werkzeug zur Beschreibung der Funktionsweise des Universums Allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein und die Entdeckung des Higgs-Bosons. Allerdings hat dieses Modell einen großen Nachteil: Es kann dunkle Materie und dunkle Energie nicht erklären. Diese beiden Wesenheiten, die wir nie direkt entdeckt haben, machen 95 Prozent des Universums aus. Wir können auf seine Existenz aus Gravitationseffekten auf sichtbare Materie schließen.

In einer in der Zeitschrift veröffentlichten Studie Körperliche Untersuchung dWissenschaftler der Universität Nottingham haben eine Falle entwickelt, um die Wirkung dunkler Materie zu erkennen, indem sie ein Teilchen namens Skalarfeld einführen. Domänenwände. Lehrer Clare Burrage, Der Hauptautor der Studie erklärt: „Wenn die Dichte abnimmt, bilden sich Defekte. Es ist, als würde Wasser zu Eis gefrieren; zufällige Wassermoleküle bilden beim Gefrieren eine kristalline Struktur mit zufällig ausgerichteten Molekülen und bilden Bruchlinien. Wenn die Dichte abnimmt, entsteht etwas.“ Ähnliches geschieht in Skalarfeldern. Mit bloßem Auge kann man sie nicht sehen, aber wenn Teilchen durch sie hindurchgehen, könnte sich ihre Bahn ändern.

Diese Fortschritte bei der Erforschung der Dunklen Materie könnten Unsicherheiten im Standardmodell der Kosmologie beseitigen und neue Türen in der Grundlagenforschung und Technologie der modernen Physik an der ESO/L öffnen. CALADA/M.KORNMESSER

Um dieses Experiment durchzuführen, entwickelte das Team bedruckte Behälter 3D Es wurde speziell zum „Einfangen“ dunkler Wände entwickelt und basiert auf theoretischen Berechnungen. Um diese Falle zu ermöglichen, kühlen Wissenschaftler Lithiumatome fast vollständig ab Absoluter Nullpunkt Ein Laser nutzt Photonen, um sie in ein spezielles Vakuum zu bringen, das die Dichteänderung nachahmt.

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Lucia Hackermüller, Die Person, die das Experiment entworfen hat, erklärte: „Die 3D-gedruckten Behälter, die wir als Vakuumkammern verwenden, wurden mithilfe theoretischer Dark-Wall-Berechnungen gebaut. Dies hat zu dem geführt, was wir denken.“ Tolle Form, Struktur und Textur zum Einfangen dunkler Materie. Um zu beweisen, dass die dunklen Wände eingeschlossen sind, lassen wir eine Wolke kalter Atome durch diese Wände passieren. Wenn diese Wände vorhanden sind, wird die Wolke umgelenkt.

Der seit drei Jahren laufende Versuch wird innerhalb eines Jahres Früchte tragen. Doch selbst wenn die dunklen Wände nicht entdeckt werden, wird das Experiment wertvolle Informationen über die mysteriösen Kräfte liefern, die die Grundlage des bekannten Universums bilden. Die Entdeckung dunkler Wände wäre ein bedeutender Fortschritt beim Nachweis von Skalarfeldern und würde ein neues Verständnis der Expansion und Beschleunigung des Universums ermöglichen.

Die Schaffung einzigartiger 3D-gedruckter Behälter ist der Schlüssel zur Schaffung dieser Falle für dunkle Materie.

Parallel dazu haben andere neuere Entwicklungen zu unserem Verständnis der Dunklen Materie beigetragen. Eine Gruppe von Wissenschaftlern aus Astronomisches Teleskop Atacama (ACT) In Die chilenischen Anden hat eine revolutionäre Karte der Dunklen Materie erstellt und neue Erkenntnisse geliefert, die bestätigen, dass massive Strukturen im Universum wachsen und Licht biegen, genau wie Einstein es vorhergesagt hat. Dunkle Materie, die 85 % des Universums ausmacht, ist schwer zu entdecken, da sie nicht mit Licht oder anderer elektromagnetischer Strahlung, sondern nur mit der Schwerkraft interagiert.

Um diese dunkle Materie zu finden, suchten Wissenschaftler Kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung (CMB), das Licht, das vom Anfang des Universums ausgeht. Durch die Beobachtung, wie die Anziehungskraft größerer, schwererer Strukturen, einschließlich dunkler Materie, das CMB auf seiner Reise verzerrt 14 Milliarden Jahre Bisher konnten ACT-Wissenschaftler unsichtbare Dunkle Materie kartieren.

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Die Ergebnisse waren erstaunlich. Blake Sherwin, Prof Kosmologie der Universität Cambridge Und der Leiter des ACT-Forschungsteams kommentierte: „Wir haben aus den Lichtzerfällen, die der Urknall hinterlassen hat, eine neue Massenkarte erstellt.“ Überraschenderweise liefert es uns die Messungen, die wir von unserem auf der Gravitationstheorie basierenden kosmologischen Standardmodell erwarten, sowohl die „Leuchtkraft“ des Universums als auch die Geschwindigkeit, mit der es nach 14 Milliarden Jahren Evolution wächst. Einstein.