A tudósok körülkerítik a sötét energia rejtélyes „kaméleon” részecskéjét

A Kaliforniai Egyetem fizikusai cézium atomok (rózsaszín foltok) csoportjait immobilizálták egy vertikális vákuum kamrában, aztán minden atomot olyan kvantum állapotba hasítottak, amiben az atom egyik fele közelebb volt egy volfrám súlyhoz (fényes henger), mint a másik fele (hasított gömbök a henger alatt).

Fotó: Cristian Panda/UC Berkeley

Fizikusok egy olyan új eszközt fejlesztettek ki, ami örökre megváltoztathatja a fizika arcát. A Kaliforniai Egyetem egy fizikus csapata a sötét energia vadászatra egy példa nélküli precíz műszert terveztek. - írja a BBC Science Focus magazin honlapján.

A sötét energiát, melyet először 1998-ban azonosítottak, alkotja az Univerzum teljes anyagának és energiájának körülbelül 70%-át. A számos elmélet ellenére valódi természete rejtély marad. https://www.origo.hu/tudomany/2018/09/meg-mindig-nem-tudjuk-mi-alkotja-az-univerzum-kilencvenot-szazalekat

A vezető hipotézisek közt van az ötödik erő létezése, ami eltér a 4 ismert alapvető természeti erőtől (gravitáció, elektromágnesség, erős és gyenge nukleáris erő). Ezt az erőt egy kaméleon nevű részecske közvetítené, ami nevét onnan kapta, mert jól látható helyen képes elrejtőzni. https://www.origo.hu/tudomany/2020/10/a-kozmologiai-allandot-elete-legnagyobb-tevedesenek-tartotta-de-ugy-tunik-hogy-megsem-az

A Holger Müller professzor által vezetett kísérlet egy élenjáró atom interferométert használt egy optikai ráccsal kombinálva. A berendezés precíz gravitációs méréseket tesz lehetővé úgy, hogy szabadon eső atomokat helyben tart a munka idejére. Minél tovább lógatják ott az atomokat, annál nagyobb az esély, hogy felfedezik (vagy nem) egy kaméleon nyomait. A hullámok vagy fázisban vannak és összeadódnak, vagy fázison kívül vannak és kioltják egymást. Az hogy a hullámok fázisban, vagy fázison kívül vannak nagyon érzékenyen bizonyos mennyiségektől függ, amit mérhetünk, mint például a gyorsulás, gravitáció, rotáció, vagy alapvető állandók. Az atom interferometria a részecskék kvantum tulajdonságai használatának a művészete és tudománya, azaz, hogy részecske és hullám egyszerre. Felhasítják a hullámot, így a részecske két úton halad egyszerre és aztán a végén interferálják őket.

A Kaliforniai Egyetem egy fizikus csapata a sötét energia vadászatra egy  példa nélküli precíz műszert terveztek. Kísérletük egy feltételezett részecskét, a kaméleon célozza meg, ami kulcsfontosságú lehet a rejtélyes kozmikus erő megismeréséhez.
Fotó: Weiquan Lin / BBC Science Focus

Míg korábbi kísérletek csak immobilizálni tudták az atomokat, egyszerre millimásodpercekig, az új készülék sokkal hosszabb ideig képes fenntartani őket – másodpercektől több tíz másodpercig Ez jelentős javulás, ami ötszörösére növeli a legprecízebb méréseket. Egy nemrégiben a Nature Physics magazinban publikált dolgozatban Müller és kollégái 70 másodpercre növelte a lógási időt.

Hogy feltárják, vajon a kaméleon részecske irányítja-e valóban a sötét energiát, a tudósoknak lyukat kell találnia az elfogadott gravitációs elmélet által előre jelzett eredményekben – valamit, ami senkinek nem sikerült, mióta Isaac Newton létrehozta teóriáját 400 évvel ezelőtt. https://www.origo.hu/tudomany/2017/05/nem-varosi-legenda-hanem-valos-esemeny-a-nagy-felfedezest-inspiralo-tortenet Utóbbi tesztjeikben Müller és csapata nem talált eltéréseket a newtoni gravitációtól, ami azt sugallja, hogy ha a kaméleon létezik, hatásai rendkívül finomak.

A Kaliforniai Egyetem fizikusai cézium atomok (rózsaszín foltok) csoportjait immobilizálták egy vertikális vákuum kamrában, aztán minden atomot olyan kvantum állapotba hasítottak, amiben az atom egyik fele közelebb volt egy volfrám súlyhoz (fényes henger), mint a másik fele (hasított gömbök a henger alatt).
Fotó: Cristian Panda/UC Berkeley / BBC Science Focus

A kutatók mégis optimisták. Azzal, hogy javították műszerük pontosságát a jövőbeni kísérletek bebizonyíthatják, vagy cáfolhatják a kaméleonok, vagy más hipotetikus részecskék jelenlétét, ami hozzájárul a sötét energiához.

(Forrás: BBC Science Focus: https://www.sciencefocus.com/)