Esperimento all'avanguardia svela nuovi dettagli sull'energia oscura con precisione senza precedenti

RomeFisici dell'Università della California, Berkeley, hanno sviluppato un esperimento estremamente preciso per cercare l'energia oscura. L'energia oscura, scoperta 26 anni fa, è responsabile dell'accelerazione dell'espansione dell'universo. L'obiettivo di questo esperimento è trovare eventuali differenze rispetto alla teoria attuale della gravità. Ecco alcuni dettagli rilevanti:

Utilizza interferometri atomici per misurazioni gravimetriche precise Unisce un reticolo ottico per mantenere gli atomi più a lungo Supera le precedenti misurazioni di cinque volte L'esperimento può immobilizzare gli atomi fino a 70 secondi

Il fisico Holger Müller e il suo team hanno studiato la gravità su scala molto ridotta con le loro apparecchiature. Hanno scoperto che la gravità si comportava esattamente come previsto dalla teoria di Isaac Newton. Tuttavia, la maggiore precisione dei loro strumenti potrebbe un giorno aiutare a confermare o smentire l'esistenza di una possibile quinta forza, che potrebbe essere correlata a particelle conosciute come cameleonti o simmetroni.

Il team ha utilizzato un metodo chiamato interferometro ad atomi in un reticolo. Questo metodo mantiene gli atomi fermi e misura piccoli effetti gravitazionali per un lungo periodo. Mantenendo gli atomi in un unico posto più a lungo, sono riusciti a rilevare forze minime. Questa tecnologia potrebbe essere utile anche in mare per studiare il fondale oceanico.

L'energia oscura fu scoperta nel 1998 da due gruppi di scienziati, tra cui Saul Perlmutter della UC Berkeley e Adam Riess. Essi scoprirono che l'universo si sta espandendo più velocemente di quanto si pensasse. Sebbene esistano molte teorie riguardo l'energia oscura, essa rimane ancora poco compresa. L'energia oscura costituisce circa il 70% dell'universo.

Nel 2015, Müller ha utilizzato un interferometro atomico per cercare le particelle camaleonte. Non ha riscontrato variazioni nell'attrazione gravitazionale normale. Il passaggio cruciale è stato mettere ciascun atomo in uno stato con momenti diversi e poi misurare la differenza di fase.

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Esperimento di Müller: Atomi trattenuti più a lungo grazie a un reticolo ottico

Nel loro recente esperimento, Müller e il suo team hanno utilizzato un reticolo ottico per mantenere gli atomi stabili più a lungo, nonostante la pandemia di COVID-19. Il ricercatore post-dottorato Cristian Panda è riuscito ad aumentare il tempo di mantenimento a 70 secondi stabilizzando il laser e regolando la temperatura.

Panda e Müller hanno perfezionato le loro misurazioni riducendo il tempo di permanenza di 10.000 atomi di cesio in una camera a vuoto. Hanno distribuito questi atomi in piccole nuvole, consentendo misurazioni più precise degli effetti gravitazionali.

Panda, professore assistente all'Università dell'Arizona, sta progettando di costruire il suo proprio interferometro atomico a reticolo. Contemporaneamente, il team di Müller sta sviluppando un nuovo dispositivo con controllo delle vibrazioni migliorato e temperature più basse. Questo nuovo apparecchio potrebbe ottenere risultati 100 volte migliori, portando a significativi progressi nel rilevamento delle proprietà quantistiche della gravità.

La National Science Foundation, l'Ufficio di Ricerca della Marina e il Jet Propulsion Laboratory hanno finanziato questo lavoro di grande rilevanza. Il team di ricerca era composto da molti esperti provenienti da diverse istituzioni.