Știi vechea zicală: „dacă vrei să ascunzi ceva, pune-l la vedere?” Ei bine, conform unei noi propuneri a doi profesori de fizică, această logică poate fi motivul pentru care oamenii de știință s-au luptat atât de mult timp pentru a găsi masa misterioasă despre care se crede că cuprinde 27% din materia din univers.
Pe scurt, acești doi fizicieni consideră că materia întunecată poate fi găsită în același mod în care puteți găsi cea mai rapidă rută de lucru: consultând sistemul de poziționare globală.
Andrei Derevianko, de la Universitatea din Nevada, Reno și Maxim Pospelov, de la Universitatea Victoria și Institutul Perimetru pentru Fizică Teoretică din Canada, au propus această metodă la începutul acestui an la o serie de conferințe științifice de renume, unde s-a întâlnit cu aprobare generală .
Ideea lor solicită utilizarea sateliților GPS și a altor rețele de ceasuri atomice și compararea timpului lor pentru a căuta discrepanțe. Derevianko și Pospelov sugerează că materia întunecată ar putea avea un efect perturbator asupra ceasurilor atomice și că, prin analizarea rețelelor existente de ceasuri atomice, ar putea fi posibilă localizarea buzunarelor de materie întunecată prin semnătura lor distinctivă.
Cei doi încep să testeze această teorie analizând datele ceasului de la cei 30 de sateliți GPS, care utilizează ceasuri atomice pentru navigarea de zi cu zi. Rețelele corelate de ceasuri atomice, cum ar fi GPS-ul și unele rețele la sol existente, pot fi folosite ca un instrument puternic pentru a căuta materia întunecată cu defect topologic, unde ceasurile sincronizate inițial vor fi desincronizate.
„În ciuda unor dovezi observaționale solide pentru existența materiei întunecate, natura ei rămâne un mister”, a spus Derevianko, profesor la Colegiul de Științe al Universității. Unele programe de cercetare în fizica particulelor presupun că materia întunecată este compusă din materii grele asemănătoare particulelor. Această presupunere poate să nu rămână adevărată și există un interes semnificativ pentru alternative. "
Propunerea lor se bazează pe ideea că materia întunecată ar putea proveni din fisurile din câmpurile cuantice ale universului care ar putea perturba proprietăți fundamentale precum masa unui electron și pot avea un efect asupra modului în care măsurăm timpul. Aceasta reprezintă o pauză din punctul de vedere mai convențional că materia întunecată este formată din particule subatomice, cum ar fi WIMP-uri și axiuni.
„Cercetarea noastră urmărește ideea că materia întunecată poate fi organizată ca o colecție mare de gaze ca defecte topologice sau fisuri de energie”, a spus Derevianko. „Ne propunem să detectăm defectele, materia întunecată, pe măsură ce ele trec prin noi cu o rețea de ceasuri atomice sensibile. Ideea este că, în cazul în care ceasurile ies din sincronizare, am ști că materia întunecată, defectul topologic, a trecut. De fapt, avem în vedere utilizarea constelației GPS ca cel mai mare detector de materii întunecate construit de oameni. ”
Derevianko colaborează la analizarea datelor GPS cu Geoff Blewitt, director al laboratorului geodezic Nevada, tot la Colegiul Științei de la Universitatea din Nevada, Reno. Laboratorul Geodezic a dezvoltat și menține cel mai mare centru de procesare a datelor GPS din lume, capabil să proceseze informații de la aproximativ 12.000 de stații de pe glob în mod continuu, 24/7.
Blewitt, de asemenea, fizician, a explicat cum o serie de ceasuri atomice ar putea detecta materia întunecată.
„Știm că materia întunecată trebuie să fie acolo, de exemplu, pentru că se vede că apleacă lumina în jurul galaxiilor, dar nu avem nicio dovadă despre ce s-ar putea face”, a spus el. „Dacă materia întunecată nu ar exista, materia normală despre care știm nu ar fi suficientă pentru a îndoi lumina cât de mult. Acesta este doar unul dintre modurile în care oamenii de știință știu că există o cantitate masivă de materie întunecată undeva în galaxie. O posibilitate este ca materia întunecată din acest gaz să nu poată fi făcută din particule ca materia normală, ci din imperfecțiuni macroscopice în țesătura spațiului-timp.
„Pământul străbate acest gaz în timp ce orbitează pe galaxie. Așadar, la noi, gazul ar părea a fi ca un vânt galactic de materie întunecată care suflă prin sistemul Pământ și prin sateliții săi. Pe măsură ce materia întunecată se aruncă, uneori, ceasurile sistemului GPS vor ieși din sincronizare cu un model de poveste pe o perioadă de aproximativ 3 minute. Dacă materia întunecată face ca ceasurile să iasă din sincronizare cu mai mult de o miliardime de secundă, ar trebui să fim capabili să detectăm astfel de evenimente. "
„Acest tip de muncă poate fi transformator în știință și ar putea schimba complet modul în care ne gândim la universul nostru”, a spus Jeff Thompson, fizician și decan al Colegiului de Știință al Universității. „Andrei este fizician de clasă mondială și a contribuit deja la fizică. Este o minune să urmărești lucrarea uimitoare care vine de la el și grupul său. ”
Derevianko predă fizică cuantică și subiecte conexe la Universitatea din Nevada, Reno. El a scris mai mult de 100 de publicații arbitrate în fizică teoretică. Este un coleg al Societății Americane de Fizică, un coleg Simons în fizică teoretică și un savant Fulbright. Printre o varietate de subiecte de cercetare, el a contribuit la dezvoltarea mai multor clase noi de ceasuri atomice și teste de precizie ale simetriilor fundamentale cu atomii și moleculele.
Cercetările lor au apărut la începutul acestei săptămâni în versiunea online a revistei științifice Fizica naturii, înaintea versiunii de tipărire.
