Магия точности: атомные часы помогут понять природу темной материи
Атомные часы предоставляют наиболее точный способ измерения времени. Недавнее исследование предлагает использовать их высокую точность для обнаружения мельчайших колебаний энергии, что может помочь в изучении темной материи.
Темная материя остается загадкой и наблюдается только через ее влияние на Вселенную. На данный момент у нас нет физической модели, которая могла бы объяснить это явление.
Ученые из Университета Сассекса и Национальной физической лаборатории Великобритании предложили использовать атомные часы для обнаружения частиц низкой массы, которые могут составлять темную материю.
Предполагается, что эти частицы слабо взаимодействуют с обычными частицами материи. Атомные часы используют колебания атомов, чтобы измерять время, и малое отклонение в этих колебаниях может свидетельствовать о наличии сверхлегкой частицы темной материи.
В исследовании предложено несколько теоретических моделей для измерения изменений в атомных часах. Затем ученые проанализировали показания существующих часов, чтобы продемонстрировать эффективность этого подхода.
Следующим шагом будет проведение эксперимента, в котором сравнят два атомных часа: одни будут более чувствительны к изменениям фундаментальных констант, основанных на законах Вселенной.
В исследовании были рассмотрены две фундаментальные константы: константа тонкой структуры, описывающая взаимодействие электронов и протонов в атоме, и отношение масс электрона к протону, характеризующее «тяжесть» атомов.
Обе константы могут быть изменены в результате взаимодействия с частицами темной материи, такими как гипотетический аксион. Исследование устанавливает ограничения на эти изменения, что может свидетельствовать о наличии таких частиц.
— Натаниэль Шерилл, ведущий автор исследования.
Атомные часы являются невероятно важными для научных исследований, поскольку позволяют измерять время с высочайшей точностью на протяжении миллиардов лет. Они применяются для изучения гравитационного красного смещения и в квантовой физике, расширяя области исследования методов передачи и хранения квантовой информации. Теперь они также могут использоваться в области темной материи.
Исследователи отмечают, что их результаты не основаны на предыдущих теориях и предлагаемые модели могут быть применены и к другим неразрешенным явлениям. Это исследование было опубликовано в журнале New Journal of Physics.
Темная материя остается загадкой и наблюдается только через ее влияние на Вселенную. На данный момент у нас нет физической модели, которая могла бы объяснить это явление.
Ученые из Университета Сассекса и Национальной физической лаборатории Великобритании предложили использовать атомные часы для обнаружения частиц низкой массы, которые могут составлять темную материю.
Предполагается, что эти частицы слабо взаимодействуют с обычными частицами материи. Атомные часы используют колебания атомов, чтобы измерять время, и малое отклонение в этих колебаниях может свидетельствовать о наличии сверхлегкой частицы темной материи.
В исследовании предложено несколько теоретических моделей для измерения изменений в атомных часах. Затем ученые проанализировали показания существующих часов, чтобы продемонстрировать эффективность этого подхода.
Следующим шагом будет проведение эксперимента, в котором сравнят два атомных часа: одни будут более чувствительны к изменениям фундаментальных констант, основанных на законах Вселенной.
В исследовании были рассмотрены две фундаментальные константы: константа тонкой структуры, описывающая взаимодействие электронов и протонов в атоме, и отношение масс электрона к протону, характеризующее «тяжесть» атомов.
Обе константы могут быть изменены в результате взаимодействия с частицами темной материи, такими как гипотетический аксион. Исследование устанавливает ограничения на эти изменения, что может свидетельствовать о наличии таких частиц.
Мы установили границы параметров, контролирующих изменение постоянной тонкой структуры α и отношения масс электрона к протону µ . Рассматриваются вариации сроков от минуты до почти суток. Кроме того, мы используем наши результаты, чтобы вывести некоторые из самых жестких на сегодняшний день ограничений на пространство параметров моделей сверхлегкой темной материи и аксионоподобных частиц. Важно отметить, что здесь еще много теории, и мы имеем дело с множеством предположений и прогнозов. Однако даже небольшие изменения в работе атомных часов могут иметь глубокое значение для физики
— Натаниэль Шерилл, ведущий автор исследования.
Атомные часы являются невероятно важными для научных исследований, поскольку позволяют измерять время с высочайшей точностью на протяжении миллиардов лет. Они применяются для изучения гравитационного красного смещения и в квантовой физике, расширяя области исследования методов передачи и хранения квантовой информации. Теперь они также могут использоваться в области темной материи.
Исследователи отмечают, что их результаты не основаны на предыдущих теориях и предлагаемые модели могут быть применены и к другим неразрешенным явлениям. Это исследование было опубликовано в журнале New Journal of Physics.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Парадокс Великой Зеленой стены: Китай посадил 78 миллиардов новых деревьев, но климат стал только хуже. Как так вышло?
Ученые назвали причины, почему самый грандиозный экологический проект за всю историю в итоге обернулся головной болью для миллионов китайских граждан...
Меньше трех дней до конца света на орбите: почему программа CRASH Clock бьет тревогу?
Сотрудники Маска уверяют, что у них все под контролем. Но эксперты сравнивают орбиту с карточным домиком. Кто же прав?...
Марс отменяется: три причины, почему российские эксперты ставят крест на Красной планете
Почему пробирка с Марса опаснее любого астероида, как галактические лучи «взрывают» мозг и при чем тут Китай? Честный разбор рисков от Российской академии наук...
Что стоит за таинственными аномалиями в дальневосточной тайге? Продолжаем читать походные дневники военного разведчика и писателя Владимира Арсеньева
Часть вторая: снежная гроза, феномен моретрясения и встреча со «снежным человеком»...
«Не повторяйте наших ошибок!» 100 лет борьбы с лесными пожарами обернулись катастрофой для США
Эксперты рассказали, почему, казалось бы, проверенная тактика только усугубила ситуацию с лесным огнем...
Темная сторона Рима: выяснилось, что Империя веками «выкачивала» здоровье из покоренных народов
Новые находки заставили ученых признать: для простых людей римский «прогресс» был скорее приговором, чем спасением. Но почему же так вышло?...
Встречи с неведомым: завершаем чтение дневников разведчика и писателя Владимира Арсеньева
Часть третья: таинственный огонь в лесу, свет из облаков, призрак в тумане и странный дым на море...
ДНК 4000-летней овцы оказалось ключом к древней тайне, стоившей жизни миллионам
Поразительно, но археологи нашли штамм древней чумы, кошмаривший всю Евразию, в самом таинственном российском городе — Аркаиме. Почему же так получилось?...
Загадочная письменность Б из пещер у Мертвого моря наконец-то расшифрована
Ученые «ломали» древний шифр эпохи Христа более 70 лет, но результат разочаровал многих. Почему?...
Первая «чернокожая британка» оказалась белой: новое исследование заставило историков полностью пересмотреть портрет женщины из Бичи-Хед
Почему ученые так сильно ошиблись с ее внешностью? И стоит ли после этого доверять реконструкциям по ДНК?...
Супертелескоп James Webb только запутал ученых, а планета-«близнец» Земли стала еще загадочнее
Эксперты рассказали, почему самый мощный телескоп в истории не смог разобраться с атмосферой TRAPPIST-1e. Аппарат не виноват. Но тогда кто?...
Новое исследование показало: если бы не этот «российский ген», древние люди вряд ли бы заселили Америку
Ученые рассказали, почему Алтай в ДНК — это главный секрет феноменального здоровья индейцев...
Спутники 20 лет следили за планетой и нашли «климатические хроноаномалии»
Разгадка тайны оказалась неожиданной даже для ученых...