Tiedät vanhan sanonnan: "Jos haluat piilottaa jotain, laita se selvästi näkyvään?" No, kahden fysiikan professorin uuden ehdotuksen mukaan tämä logiikka voi olla syy siihen, miksi tutkijat ovat kamppailleet niin kauan löytääkseen salaperäisen massan, jonka uskotaan olevan 27 prosenttia maailmankaikkeuden aineesta.
Lyhyesti sanottuna, nämä kaksi fyysikkoa uskovat, että tumma aine voidaan löytää samalla tavalla kuin voit löytää nopeimman reitin työskennellä: kuulemalla globaalia paikannusjärjestelmää.
Andrei Derevianko, Nevada'n yliopistosta, Reno, ja Maxim Pospelov, Victorian yliopistosta ja Kanadan teoreettisen fysiikan instituutista, ehdottivat tätä menetelmää aikaisemmin tänä vuonna kuuluisissa tieteellisissä konferensseissa, joissa se sai yleisen hyväksynnän. .
Heidän ajatuksensa vaatii GPS-satelliittien ja muiden atomikelloverkkojen käyttöä ja niiden aikoja vertaamalla erojen etsimiseksi. Derevianko ja Pospelov viittaavat siihen, että tummalla aineella voi olla häiritsevä vaikutus atomikelloihin ja että tarkastelemalla olemassa olevia atomikellojen verkkoja saattaa olla mahdollista havaita tumman aineen taskut niiden erottuvilla allekirjoituksilla.
Molemmat alkavat testata tätä teoriaa analysoimalla kellodataa 30 GPS-satelliitista, jotka käyttävät atomikelloja päivittäiseen navigointiin. Atomikellojen vastaavia verkkoja, kuten GPS ja joitain jo olemassa olevia maaverkkoja, voidaan käyttää tehokkaana työkaluna topologisen vian tumman aineen etsimiseen, jossa alun perin synkronoidut kellot desynkronisoituvat.
"Huolimatta vakaista havainnollisista todisteista tumman aineen olemassaolosta, sen luonne on edelleen mysteeri", yliopiston luonnontieteiden korkeakoulun professori Derevianko sanoi. ”Jotkut hiukkasfysiikan tutkimusohjelmat olettavat, että tumma aine koostuu raskaan hiukkasen kaltaisesta aineesta. Tämä oletus ei välttämättä pidä paikkansa, ja vaihtoehdoista on kiinnostunut huomattavasti. ”
Heidän ehdotuksensa perustuu ajatukseen, että tumma aine voisi tulla halkeamista maailmankaikkeuden kvanttikentissä, jotka voisivat häiritä sellaisia perustavanlaatuisia ominaisuuksia kuin elektronin massa ja vaikuttaa tapaan, jolla mittaamme aikaa. Tämä edustaa taukoa tavanomaisemmasta näkemyksestä, jonka mukaan tumma aine koostuu alaatomisista hiukkasista, kuten WIMP: stä ja aksioista.
"Tutkimuksemme pyrkii ajatukseen, että tumma aine voidaan järjestää suureksi kaasumaiseksi kokoelmaksi topologisia vikoja tai energiahalkeamia", Derevianko sanoi. ”Ehdotamme havaita viat, tumman aineen, kun ne pyyhkäisevät läpi herkkien atomikellojen verkon. Ajatuksena on, että jos kellot menevät pois synkronoinnista, me tiedämme, että tumma aine, topologinen virhe, on ohitettu. Itse asiassa kuvitellaan käyttävän GPS-tähdistöä suurimpana ihmisen rakentamassa pimeän aineen ilmaisimessa. "
Derevianko tekee yhteistyötä GPS-tietojen analysoinnissa Nevada: n geodeettisen laboratorion johtajan Geoff Blewittin kanssa, myös Nevadan yliopiston Renon tiedekollegiossa. Geodeettinen laboratorio kehitti ja ylläpitää maailman suurinta GPS-tietojenkäsittelykeskusta, joka pystyy käsittelemään tietoja jatkuvasti ympäri maailmaa ympäri maailmaa sijaitsevista 12 000 asemasta, ympäri vuorokauden.
Blewitt, myös fyysikko, selitti, kuinka joukko atomikelloja voisi mahdollisesti havaita tumman aineen.
"Tiedämme, että pimeän aineen on oltava siellä esimerkiksi, koska sen nähdään taivuttavan valoa galaksien ympärillä, mutta meillä ei ole todisteita siitä, mistä se voi olla tehty", hän sanoi. ”Jos pimeää ainetta ei olisi siellä, normaali asia, josta tiedämme, ei riitä taivuttamaan valoa niin paljon kuin se tekee. Se on vain yksi tapa, jolla tutkijat tietävät, että galaksissa on jonkin verran pimeää ainetta. Yksi mahdollisuus on, että tämän kaasun tumma aine ei välttämättä muodostu hiukkasista, kuten normaalista ainetta, vaan makroskooppisista puutteista avaruus-ajan kankaassa.
”Maapallo pyyhkäisee läpi tämän kaasun kiertäessäään galaksia. Joten meille kaasu näytti olevan kuin galaktinen tumman aineen tuuli, joka puhaltaa maapallon ja sen satelliittien läpi. Kun pimeä aine räjähtää, se aiheuttaisi toisinaan GPS-järjestelmän kellojen synkronoinnin ilmaisimen kanssa noin 3 minuutin aikana. Jos pimeä aine aiheuttaa kellojen synkronoinnin yli miljardilla sekunnilla, meidän pitäisi pystyä helposti havaitsemaan tällaiset tapahtumat. "
"Tämäntyyppinen työ voi olla muuttuvaa tieteessä ja se voisi muuttaa täysin sitä, miten ajattelemme universumiamme", fyysikko Jeff Thompson, fysiikka ja yliopiston tiedekoulun dekaani, sanoi. ”Andrei on maailmanluokan fyysikko ja hän on jo antanut merkittävän panoksen fysiikkaan. On ihme katsella häntä ja hänen ryhmäänsä tekevää hämmästyttävää työtä. "
Derevianko opettaa kvanttifysiikkaa ja siihen liittyviä aiheita Neodan yliopistossa, Reno. Hän on kirjoittanut yli 100 referee-julkaisua teoreettisessa fysiikassa. Hän on Amerikan fyysisen seuran jäsen, Simons-teoriafysiikan stipendiaatti ja Fulbright-tutkija. Erilaisista tutkimusaiheista hän on osallistunut useiden uusien atomikellojen luokkien ja atomien ja molekyylien perussymmetrioiden tarkkuustestien kehittämiseen.
Heidän tutkimuksensa ilmestyivät aiemmin tällä viikolla tieteellisen lehden verkkoversiossa Luontofysiikka, ennen painettua versiota.
