Neue Studie: Wissenschaftler entwickeln 3D-gedrucktes Vakuumsystem zur Einfangung von dunkler Materie

BerlinWissenschaftler der Universität Nottingham haben eine neue Methode zur Erfassung von Dunkler Materie entwickelt. Sie nutzten ein 3D-gedrucktes Vakuumsystem, um Domänenwände zu entdecken. Dies hilft uns, mehr über Dunkle Materie und Dunkle Energie zu erfahren. Ihre Studie wurde in Physical Review D veröffentlicht.

Das Forschungsteam von Professorin Clare Burrage und außerordentlicher Professorin Lucia Hackermüller entwarf ein Vakuumsystem basierend auf theoretischen Berechnungen. Dieses System soll die Gasdichte reduzieren und sehr kalte Lithiumatome hinzufügen.

Hier ist, was sie getan haben:

• Ein Vakuumsystem mithilfe von 3D-Druck entwickelt.
• Das System so konzipiert, dass die Gasdichte verringert wird.
• Ultra-kalte Lithiumatome in das Vakuum eingebracht.

Professor Burrage erklärt, dass das Universum hauptsächlich aus Dunkler Materie und Dunkler Energie besteht, während gewöhnliche Materie nur einen kleinen Teil ausmacht. Obwohl Wissenschaftler die Auswirkungen von Dunkler Materie und Dunkler Energie beobachten können, wissen sie nicht, was diese Substanzen tatsächlich sind. Eine Theorie besagt, dass sie mit einer Art Partikel namens Skalarfeld in Verbindung stehen könnten.

Dunkle Materie ist die unsichtbare Masse in Galaxien, während die dunkle Energie das Universum schneller expandieren lässt. Das Forscherteam sucht nach Skalarfeldern, die dunkle Materie oder dunkle Energie sein könnten. Durch den Einsatz sehr kalter Atome könnten sie herausfinden, warum sich das Universum beschleunigt.

Die 3D-gedruckten Gefäße wurden nach einer Theorie entworfen, wonach sich leichte Skalarfelder bei Änderungen der Dichte verändern können. Diese Veränderung erzeugt Trennungslinien, die als Domänenwände bezeichnet werden. Wenn die Dichte weiter abnimmt, entstehen Unvollkommenheiten, die als dunkle Wände bezeichnet werden.

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Das Team hat ein spezielles Vakuum entwickelt, um dunkle Wände zu finden. Dieses Vakuum imitiert den Übergang von einem dicken zu einem dünnen Bereich. Sie werden Lithiumatome mit Lasern auf minus 273 Grad Celsius abkühlen, was nahezu dem absoluten Nullpunkt entspricht. Bei dieser Temperatur zeigen die Atome quantenmechanische Eigenschaften, die ihre Analyse erleichtern.

Dr. Hackermueller entwarf das Experiment im Labor. Die 3D-gedruckten Behälter eignen sich hervorragend zum Einfangen von Dunkler Materie. Um dies zu beweisen, wird eine kalte Atomwolke durch die Wände geleitet. Die Wolke sollte ihre Richtung ändern.

Sie kühlen die Atome durch Bestrahlung mit Laserlicht, wodurch ihre Energie verringert wird. Dadurch wird die Detektion präziser. Der Aufbau des Systems dauerte drei Jahre, und sie hoffen, innerhalb eines Jahres Ergebnisse zu haben.

Unabhängig davon, ob sie dunkle Wände finden oder nicht, wird uns dies helfen, dunkle Energie und dunkle Materie besser zu verstehen. Dieses Experiment zeigt, dass ein durchdachtes Laboraufbau wichtige Effekte im Zusammenhang mit dem Universum messen kann, die sonst nicht beobachtet werden können.

Das Forschungsteam glaubt, dass diese Studie uns helfen wird, mehr über das Weltall zu erfahren, und es könnte uns ermöglichen, Teile des Universums zu erforschen, die wir noch nicht verstehen.