Ceasurile atomice spațiale ar putea ajuta la elucidarea materiei întunecate

Studierea unui ceas atomic aflat la bordul unei nave spațiale aflate în interiorul orbitei lui Mercur și foarte aproape de Soare ar putea fi trucul pentru a elucida natura materiei întunecate.

Materia întunecată reprezintă peste 80% din masa Universului, dar până în prezent nu a fost detectată pe Pământ, în ciuda eforturilor experimentale de zeci de ani.

O componentă cheie a acestor căutări este o presupunere privind densitatea locală a materiei întunecate, care determină numărul de particule de materie întunecată care trec prin detector la un moment dat și, prin urmare, sensibilitatea experimentală.

În unele modele, această densitate poate fi mult mai mare decât se presupune de obicei, iar materia întunecată poate deveni mai concentrată în anumite regiuni în comparație cu altele.

O clasă importantă de căutări experimentale sunt cele care utilizează atomi sau nuclee, deoarece acestea au atins o sensibilitate incredibilă la semnalele de materie întunecată.

Materia întunecată reprezintă peste 80% din masa Universului

Acest lucru este posibil, în parte, pentru că atunci când particulele de materie întunecată au mase foarte mici, ele induc oscilații în înseși constantele naturii. Aceste oscilații, de exemplu în masa electronului sau în puterea de interacțiune a forței electromagnetice, modifică energiile de tranziție ale atomilor și nucleelor în moduri previzibile.

O echipă internațională de cercetători au văzut potențialul acestor semnale oscilante. Aceștia au afirmat că într-o anumită regiune a Sistemului Solar, între orbita lui Mercur și Soare, densitatea materiei întunecate poate fi extrem de mare, ceea ce ar însemna o sensibilitate excepțională la semnalele oscilante.

Aceste semnale ar putea fi captate de ceasurile atomice, care funcționează prin măsurarea atentă a frecvenței fotonilor emiși în tranzițiile diferitelor stări din atomi. Materia întunecată ultraușoară aflată în apropierea experimentului cu ceasul ar putea modifica aceste frecvențe, întrucât oscilațiile materiei întunecate cresc și scad ușor energia fotonilor, scrie EurekAlert.

Deși densitatea exactă a materiei întunecate din apropierea Soarelui nu este bine cunoscută, cercetătorii susțin că până și o căutare cu sensibilitate relativ scăzută ar putea furniza informații importante.

Ceasurile atomice din spațiu sunt deja fascinante

Densitatea materiei întunecate este constrânsă în Sistemul Solar doar de informațiile despre orbitele planetelor. În regiunea dintre Soare și Mercur, planeta cea mai apropiată de Soare, nu există aproape nicio constrângere. Așadar, o măsurătoare la bordul unei nave spațiale ar putea descoperi rapid limite privind materia întunecată în aceste modele.

Tehnologia pentru a testa teoria lor există deja. Sonda solară Parker Solar Probe de la NASA, care funcționează din 2018 cu ajutorul unui scut, a călătorit mai aproape de Soare decât orice altă navă construită de om în istorie, iar în prezent funcționează în interiorul orbitei lui Mercur, cu planuri de a se apropia și mai mult de Soare în decurs de un an.

Ceasurile atomice din spațiu sunt deja fascinante din multe alte motive decât căutarea materiei întunecate.

Detaliile studiului au fost publicate în revista Nature Astronomy.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Cercetătorii au descoperit cum comunică materia întunecată cu materia obișnuită. „Viitorul pare mai luminos”

Materia întunecată ar putea fi o relicvă cosmică din „dimensiuni suplimentare”

Secretul găurilor negre supermasive, ascuns în materia întunecată ultraușoară

Ar putea avea Universul nostru un geamăn? Teoria ar explica materia întunecată