Nowe narzędzie precyzyjnie przyspiesza poszukiwania ciemnej energii dzięki przełomowemu eksperymentowi.

WarsawFizycy z UC Berkeley opracowali najdokładniejszy eksperyment mający na celu wykrycie ciemnej energii. To siła sprawiająca, że wszechświat rozszerza się szybciej. Naukowcy poszukują nowych cząstek, które mogą być za to odpowiedzialne. Uważają, że te cząstki mogą być nazywane kameleonami lub symetronami.

Nowy eksperyment ma istotne znaczenie z kilku powodów:

• Łączy interferometr atomowy służący do precyzyjnych pomiarów grawitacyjnych z optyczną siecią.
• Interferometr utrzymuje swobodnie spadające atomy przez sekundy zamiast milisekund.
• Uzyskuje pięciokrotną poprawę precyzji w porównaniu z wcześniejszymi metodami.

Dokładne pomiary grawitacji to nie jedyny cel tej pracy. Interferometr atomowy z siatką może być również wykorzystany do:

• Budowy żyroskopów
• Tworzenia akcelerometrów
• Sensoryki kwantowej

Cristian Panda, główny autor i pracownik naukowy, twierdzi, że ta metoda może być stosowana na morzu. Może mapować dno oceaniczne, ponieważ atomy pozostają na swoim miejscu.

W 1998 roku naukowcy rozpoczęli poszukiwania ciemnej energii. Dwa zespoły badawcze analizowały supernowe, aby zmierzyć ich odległość. Odkryli, że wszechświat rozszerza się szybciej niż się spodziewano. To odkrycie zapewniło im Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 2011 roku.

Mroczna energia wciąż pozostaje zagadką, mimo licznych hipotez:

• Energia próżni przestrzeni
• Pole energetyczne zwane kwintesencją
• Piąta siła przenoszona przez cząstkę kameleonową

Zobacz również:

Dzisiaj · 00:09

Biomarkery cyfrowe w diagnostyce sezonowych zaburzeń nastroju

W 2015 roku Müller przystosował interferometr atomowy do poszukiwania kameleonów. W eksperymencie wykorzystano atomy cezu umieszczone w komorze próżniowej. Wyniki wykazały normalne działanie grawitacji bez żadnych odchyleń.

Celem nowego eksperymentu jest utrzymanie stabilności atomów przez dłuższy czas. Podczas pandemii COVID-19 Panda wydłużył czas utrzymania do 70 sekund. Rozwiązał problemy takie jak drgania wiązki laserowej oraz dostosował temperaturę. Te zmiany zostały opisane w czerwcowym wydaniu Nature Physics z 2024 roku.

W swoim niedawnym eksperymencie zwiększyli separację fal atomowych, zmniejszając czas przytrzymania. Rozdzielili około 10 000 atomów cezu na grupy po 10 atomów za pomocą optycznej sieci. Następnie podzielili te paczki fal atomowych na kwantowe superpozycje. Kiedy z powrotem połączyli paczki fal, uzyskali informacje na temat grawitacji.

Panda planuje stworzyć nowe urządzenie na Uniwersytecie Arizony. Zespół Müllera pracuje nad nowym interferometrem z ulepszonymi kontrolami, który może być 100 razy bardziej czuły. Ich celem jest zidentyfikowanie kwantowych aspektów grawitacji.

Ten eksperyment może okazać się bardzo istotny. Jeśli się powiedzie, będzie porównywalny do badania z 1972 roku dotyczącego splątania fotonów na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley. Stuart Freedman i John Clauser otrzymali Nagrodę Nobla za tę pracę w 2022 roku.

Projekt ten jest wspierany przez kilka organizacji, w tym Narodową Fundację Nauki, Biuro Badań Morskich oraz Laboratorium Napędu Odrzutowego. Współautorzy pochodzą z różnych uczelni na całym świecie, co podkreśla zespołowy wysiłek stojący za tym istotnym badaniem.