Главная Новости Физики утверждают, что атомные часы в космосе помогут найти темную материю

Атомные часы помогут найти темную материю

Анализ данных атомных часов на борту космического аппарата, который находится на орбите Меркурия, может стать ключом к раскрытию природы темной материи. Об этом говорится в новой научной статье, опубликованной в Nature Astronomy от 5 декабря, сообщает Альтернативная наука.

Темная материя составляет более 80% массы Вселенной, но до сих пор ученым не удалось ее обнаружить. При этом поиск — и дорогостоящие эксперименты — проводятся регулярно, целые десятилетия.

Такие поиски основаны на предположении о локальной плотности ТМ, которая определяет количество частиц, движущихся сквозь пространство. Предполагается, что чувствительный детектор способен уловить ее частицы. Или зафиксировать эффекты от многочисленных экспериментов.

Бесстрашный космический аппарат НАСА Parker Solar Probe сегодня снова пролетает мимо Солнца

В некоторых моделях такая плотность может быть намного выше, чем обычно предполагается, а темная материя якобы более интенсивна в одних регионах вселенной, но менее интенсивна в других.

Примечательно, что одно из направлений исследований базируется на использовании ядер или атомов, поскольку они обладают необычайной чувствительностью к неким «сигналам» темной материи. Это возможно, при условии, если частицы ТМ имеют чрезвычайно малую массу. Тогда они должны вызывать осцилляции в константах природы.

Так поясняются колебания электромагнитных сил или массы электрона, «скачки» переходов ядер и атомов.

Международная группа ученых, проект Института физики и математики Вселенной имени Кавли, недавно заявили, что сумели распознать некий потенциал в осциллирующих сигналах.

Они также утверждают, что в определенной области Солнечной системы, между орбитой Меркурия и Солнца, плотность темной материи может быть исключительно большой, что означает чрезвычайную чувствительность приборов к колебательным сигналам.

 

Такие сигналы могут быть доступны атомным часам, которые работают благодаря тщательному измерению частотности фотонов, разряжающихся при переходе различных состояний. Сверхлегкая темная материя в области эксперимента с часами могла бы изменять эти частоты, поскольку колебания ТМ незначительно увеличивают и уменьшают энергию фотонов.

Хотя точная плотность темной материи вблизи Солнца не установлена, ученые утверждают, что даже сравнительно низкочувствительный поиск может дать важнейшую информацию.

В Солнечной системе плотность темной материи ограничивается лишь информацией об орбитах планет. В области между Солнцем и Меркурием ограничений почти нет. Поэтому измерение на борту космического аппарата может быстро выявить мировые ограничения на темную материю в данных моделях.

Технология для проверки их теории уже существует. Физики говорят, что зонд НАСА Parker Solar Probe, работающий с 2018 года с помощью экранирования, максимально приблизился к Солнцу. В настоящее время он находится в пределах орбиты Меркурия. Но в 2023 году он подберется к светилу еще ближе.

 

Атомные часы в космосе уже установлены. И дело не только в поиске темной материи.

Дальние космические миссии, включая возможные будущие миссии на Марс, потребуют исключительного хронометража, который обеспечат атомные часы в космосе.

Возможная будущая миссия с экранированием и траекторией, очень похожей на методу Parker Solar Probe, может оказаться достаточной для проведения поиска.

Об этом заявил Джошуа Эби, исследователь проекта, Институт физики и математики Вселенной имени Кавли.