Zaawansowany eksperyment naukowy wyjaśnia tajemnice ciemnej energii i bada grawitację kwantową.

WarsawFizycy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley opracowali niezwykle precyzyjny eksperyment mający na celu poszukiwanie ciemnej energii. Ciemna energia, odkryta 26 lat temu, sprawia, że wszechświat rozszerza się coraz szybciej. Celem tego eksperymentu jest znalezienie jakichkolwiek różnic względem obecnej teorii grawitacji. Oto kilka istotnych szczegółów:

Wykorzystuje interferometr atomowy do precyzyjnych pomiarów grawitacji, łącząc go z optyczną siecią do dłuższego utrzymywania atomów. Zrealizowane eksperymenty przewyższyły wcześniejsze pomiary pięciokrotnie. W ramach eksperymentu można unieruchomić atomy na 70 sekund.

Fizyk Holger Müller i jego zespół badali grawitację na bardzo małą skalę za pomocą swojego sprzętu. Odkryli, że grawitacja zachowuje się dokładnie tak, jak przewidywała teoria Isaaca Newtona. Jednakże, dzięki znacznie lepszej dokładności ich instrumentów, możliwe jest, że w przyszłości potwierdzą lub obalą istnienie potencjalnej piątej siły, która może być powiązana z cząstkami znanymi jako kameleony lub symetriony.

Zespół zastosował metodę zwaną interferometrem atomowym z kratą. Ta technika pozwala na zatrzymanie atomów w miejscu i pomiar drobnych efektów grawitacyjnych przez dłuższy czas. Dzięki utrzymaniu atomów w jednym miejscu przez dłuższy okres, możliwe było wykrycie niewielkich sił. Ta technologia może również znaleźć zastosowanie na morzu do badania dna oceanicznego.

Ciemna energia została odkryta w 1998 roku przez dwa zespoły naukowców, w tym Saula Perlmuttera z UC Berkeley oraz Adama Riessa. Odkryli oni, że wszechświat rozszerza się szybciej, niż wcześniej przypuszczano. Pomimo licznych teorii na temat ciemnej energii, wciąż jest ona słabo zrozumiana. Ciemna energia stanowi około 70% wszechświata.

Zobacz również:

Dzisiaj · 15:52

Miasta a zdrowie Rafy: wykorzystanie kompensacji wodnej

W 2015 roku Müller zastosował interferometr atomowy, aby zbadać istnienie cząstek kameleon. Nie zaobserwował żadnych zmian w normalnej sile przyciągania grawitacyjnego. Kluczowym etapem było wprowadzenie każdego atomu w stan o różnej pędzie, a następnie zmierzenie różnicy fazowej.

W swoim ostatnim eksperymencie Müller i jego zespół zastosowali optyczną sieć, aby dłużej zatrzymywać atomy w miejscu, nawet w czasie pandemii COVID-19. Doktorant Cristian Panda zwiększył czas zatrzymania do 70 sekund, stabilizując laser i regulując temperaturę.

Panda i Müller usprawnili swoje pomiary poprzez skrócenie czasu, w jakim przetrzymywali 10 000 atomów cezu w komorze próżniowej. Rozproszyli te atomy w małych chmurach, co umożliwiło im dokładniejsze zmierzenie efektów grawitacyjnych.

Panda, adiunkt na Uniwersytecie Arizony, planuje stworzyć własny kraty atomowy interferometr. Jednocześnie zespół Müllera pracuje nad nowym urządzeniem z ulepszoną kontrolą drgań i niższymi temperaturami. To nowe urządzenie może uzyskać wyniki 100 razy lepsze, co doprowadzi do znaczącego postępu w wykrywaniu kwantowych właściwości grawitacji.

Narodowa Fundacja Nauki, Biuro Badań Morskich oraz Jet Propulsion Laboratory wsparły finansowo to istotne przedsięwzięcie badawcze. Zespół badawczy składał się z wielu ekspertów pochodzących z różnych instytucji.