Nouvelle étude: des scientifiques créent un système sous vide imprimé en 3D pour piéger la matière noire

ParisDes scientifiques de l'Université de Nottingham ont mis au point une nouvelle méthode pour détecter la matière noire. Ils ont utilisé un système à vide imprimé en 3D pour identifier les murs de domaine. Cette approche nous permet de mieux comprendre la matière noire et l'énergie noire. Leur étude a été publiée dans la revue Physical Review D.

L'équipe de recherche dirigée par la professeure Clare Burrage et la professeure associée Lucia Hackermueller a conçu un système de vide basé sur des calculs théoriques. Ce système vise à réduire la densité du gaz et à y introduire des atomes de lithium très froids.

Voici ce qu'ils ont réalisé :

• Développé un système à vide à l'aide de l'impression 3D.
• Conçu le système pour diminuer la densité des gaz.
• Introduit des atomes de lithium ultra-froids dans le vide.

Selon le professeur Burrage, l'univers est principalement composé de matière noire et énergie noire, tandis que la matière ordinaire n'en constitue qu'une petite fraction. Bien que les scientifiques puissent observer les effets de la matière noire et de l'énergie noire, ils ne savent pas réellement ce que ces substances sont. Une hypothèse suggère qu'elles pourraient être liées à une classe de particules appelée champ scalaire.

La matière noire constitue la masse invisible des galaxies, tandis que l'énergie noire accélère l'expansion de l'univers. L'équipe de chercheurs explore des champs scalaires, qui pourraient représenter la matière noire ou l'énergie noire. En travaillant avec des atomes extrêmement froids, ils espèrent découvrir pourquoi l'univers s'accélère.

Les vaisseaux imprimés en 3D ont été conçus en se basant sur une théorie selon laquelle les champs scalaires légers peuvent se modifier lorsque la densité change. Cette modification crée des lignes de séparation appelées parois de domaine. Lorsque la densité diminue davantage, des imperfections se forment. Ces imperfections sont appelées parois sombres.

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L'équipe a conçu un aspirateur spécial pour détecter les parois sombres. Cet appareil reproduit la transition d'une zone épaisse à une zone plus fine. Ils vont refroidir des atomes de lithium à l'aide de lasers jusqu'à -273 degrés Celsius, ce qui est très proche du zéro absolu. À cette température, les atomes révèlent des propriétés quantiques, facilitant ainsi leur analyse.

Le Dr Hackermueller a conçu l'expérience de laboratoire. Les conteneurs imprimés en 3D sont idéaux pour capturer la matière noire. Pour le prouver, ils feront passer un nuage d'atomes froids à travers les parois. Le nuage devrait changer de direction.

Ils refroidissent les atomes en les bombardant avec de la lumière laser, ce qui réduit leur énergie. Cela permet une détection plus précise. La construction du système a pris trois ans, et ils espèrent obtenir des résultats dans l’année à venir.

Que les chercheurs découvrent ou non des parois sombres, cela nous aidera à mieux comprendre l'énergie sombre et la matière noire. Cette expérience montre qu'une configuration de laboratoire bien pensée peut mesurer des effets importants liés à l'univers, qui ne peuvent être observés autrement.

L'équipe de recherche estime que cette étude nous aidera à approfondir nos connaissances sur l'espace et pourrait nous permettre d'explorer des parties de l'univers encore inconnues.