과학자들, 3D 프린터로 난해한 암흑 물질을 포획할 진공 시스템 개발

Seoul노팅엄 대학교의 과학자들은 암흑 물질을 포착하는 새로운 방법을 개발했다. 이들은 3D 프린팅된 진공 시스템을 사용하여 도메인 벽을 발견했다. 이는 암흑 물질과 암흑 에너지에 대한 이해를 돕는다. 그들의 연구 결과는 Physical Review D에 게재되었다.

클레어 버리지 교수와 루시아 해커뮐러 부교수의 연구팀은 이론적 계산을 바탕으로 진공 시스템을 설계했습니다. 이 시스템은 기체 밀도를 낮추고 매우 차가운 리튬 원자를 추가하는 것을 목표로 합니다.

그들이 한 일은 다음과 같습니다.

• 3D 프린팅을 이용해 진공 시스템을 제작했습니다.
• 가스 밀도를 줄이도록 시스템을 설계했습니다.
• 초저온 리튬 원자를 진공 상태에 추가했습니다.

버리지 교수는 우주가 주로 암흑 물질과 암흑 에너지로 이루어져 있으며, 일반 물질은 그중 작은 부분이라고 설명합니다. 과학자들이 암흑 물질과 암흑 에너지의 효과를 관찰할 수는 있지만, 이들이 실제로 무엇인지는 알지 못하고 있습니다. 한 가지 가설은 이들이 스칼라 장이라는 입자 유형과 관련이 있을 수 있다는 것입니다.

암흑 물질은 은하에서 관측되지 않는 질량이며, 암흑 에너지는 우주가 더 빠르게 팽창하게 만듭니다. 연구팀은 암흑 물질이나 암흑 에너지가 될 수 있는 스칼라장을 찾고 있습니다. 아주 차가운 원자를 사용하여 그들은 우주가 왜 가속하고 있는지를 밝혀낼 수 있을지도 모릅니다.

3D 프린팅으로 제작된 그릇들은 밀도가 변할 때 빛의 스칼라장이 변화한다는 이론에 기초하여 설계되었습니다. 이러한 변화는 도메인 벽이라 불리는 구분선을 만듭니다. 밀도가 더욱 감소하면 결함이 형성되는데, 이러한 결함은 암흑 벽이라고 불립니다.

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팀은 어두운 벽을 찾기 위해 특별한 진공 장치를 제작했습니다. 이 장치는 두꺼운 부분에서 얇은 부분으로의 변화를 모방합니다. 리튬 원자를 레이저로 -273도 셀시우스까지 냉각할 계획이며, 이는 절대 영도에 매우 근접한 온도입니다. 이 온도에서 원자는 양자 특성을 보여 더 쉽게 분석할 수 있습니다.

해커뮐러 박사가 실험실 실험을 설계했다. 3D 프린터로 제작된 용기는 암흑 물질을 포획하는 데 아주 적합하다. 이를 입증하기 위해, 그들은 차가운 원자 구름을 벽을 통해 통과시킬 예정이다. 이 구름은 방향이 변할 것으로 보인다.

레이저 빛으로 원자를 냉각시켜 에너지를 낮추고, 이를 통해 탐지가 더욱 정밀해집니다. 시스템 구축에는 3년이 걸렸으며, 1년 이내에 결과를 얻기를 기대하고 있습니다.

그들이 어두운 장벽을 발견하든 못 하든, 이 연구는 암흑 에너지와 암흑 물질을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것입니다. 이러한 실험은 잘 계획된 실험실 환경이 우주와 관련된 중요한 현상을 측정할 수 있으며, 다른 방법으로는 관찰할 수 없음을 증명합니다.

연구팀은 이 연구가 우리가 우주에 대해 더 많이 배울 수 있게 해주고, 아직 이해하지 못한 우주의 일부를 탐사할 수 있게 될 것이라고 생각합니다.