Sezyum buharı karanlık madde arayışında yardımcı olur
Karanlık madde avı, 21. yüzyılda temel fiziğin karşılaştığı en heyecan verici zorluklardan biridir. Araştırmacılar uzun süredir var olduğunu bilmeliler, çünkü birçok astrofiziksel gözlem başka türlü açıklanamaz. Örneğin, galaksilerde yıldızlar, yalnızca 'normal' madde varsa, olduğundan daha hızlı dönerler.
Toplamda, görebildiğimiz madde, yalnızca, evrendeki toplam maddenin en fazla yüzde 20'sini oluşturuyor – bunun yüzde 80'inin karanlık madde olduğu anlamına geliyor. Johannes Gutenberg Üniversitesi Mainz’in (JGU) ve Helmholtz Enstitüsü Mainz’in (HIM) PRISMA + Mükemmellik Kümesi’nden bir araştırmacı olan Profesör Dmitry Budker, “Odada bir fil var, ancak onu göremiyoruz” dedi. O ve dünya çapındaki meslektaşlarının birçoğuyla mücadele ediyoruz.
Karanlık madde aşırı hafif parçacıklardan oluşabilir
Ama şimdiye kadar kimse karanlık maddenin ne yaptığını bilmiyor. Bu alandaki bilim adamları, teorik olarak aday olabilecek nitelikte olabilecek olası parçacıkları düşünüyor ve araştırıyor. Bunlar arasında, şu anda en umut verici umutlardan biri olarak kabul edilen son derece hafif bosonik parçacıklar vardır. Budker, "Bunlar aynı zamanda belirli bir frekansta salınan klasik bir alan olarak da görülebilir. Ancak buna henüz bir rakam koyamıyoruz – ve böylece parçacıkların kütlesi," dedi. “Temel varsayımımız, bu karanlık madde alanının görünür maddeye bağlı olduğu ve normalde sabit olacak belirli atomik özellikler üzerinde son derece ince bir etkiye sahip olduğu” dedi.
Budker ve Mainz'deki ekibi şimdi önde gelen uzman derginin güncel sayısında tanımladıkları yeni bir yöntem geliştirdiler. Fiziksel İnceleme Mektupları. Atomik spektroskopi kullanır ve sezyum atomu buharının kullanılmasını içerir. Sadece çok spesifik bir dalga boyuna sahip lazer ışığına maruz kaldığında bu atomlar heyecanlanır. Birleşme, karşılık gelen gözlenen dalga boyundaki küçük değişikliklerin sezyum buharının bir karanlık madde parçacık alanına bağlanmasını göstereceğidir.
Makalenin baş yazarı Dr. Dionysis Antypas, “Prensip olarak, çalışmamız hipotezlerini deneysel olarak test ettiğimiz belirli bir teorik modele dayanıyor” diye ekledi. "Bu durumda, çalışmalarımızın altında yatan kavram, İsrail'deki Weizmann Enstitüsü'ndeki meslektaşlarımız ve yazarlarımız tarafından geliştirilen gevşeme modelidir." Gevşeme teorisine göre, karanlık madde yoğunluğunun daha fazla olduğu Dünya gibi büyük kütlelerin yakınında bir bağlantı bulunmalı ve bu da kuplaj etkilerinin gözlemlenmesini ve tespit edilmesini kolaylaştırmaktadır.
Daha önce erişilemeyen frekans aralığı arandı
Bilim adamları yeni teknikleriyle şimdi, gevşeme teorisinde öne sürüldüğü gibi, bazı karanlık madde biçimlerinin sezyumun atomik özellikleri üzerindeki etkilerinin görece kolay olması gereken keşfedilmemiş bir frekans aralığına erişmişlerdir. Sonuçlar aynı zamanda araştırmacıların karanlık maddenin niteliğinin ne olabileceği konusunda yeni kısıtlamalar oluşturmalarını sağlar. Dmitry Budker, bu titiz araştırmayı bir çölde bir kaplan avına benzetiyor. “Mevcut çalışmalarımızda araştırdığımız frekans aralığında, hala karanlık maddeyi tam olarak belirlemedik. Ama en azından şimdi bu aralıkta aradığımızdan, bunu tekrar yapmak zorunda olmadığımızı biliyoruz.” Araştırmacılar hala karanlık maddenin – metaforundaki kaplan – nerede gizlendiğini bilmiyorlar, ama şimdi nerede olmadığını biliyorlar. Budker'ı güvenle “Sadece kaplanın olması muhtemel olan çölün bulunduğu bölgeyi daha yakından hedeflemeye devam ediyoruz. Ve bir noktada onu yakalayacağız” dedi.
Karanlık maddenin izini sürmek
D. Antypas ve diğerleri, Radyo Frekans Bantında Skalar Koyu Madde: Atomik Spektroskopi Arama Sonuçları, Fiziksel İnceleme Mektupları (2019). DOI: 10.1103 / PhysRevLett.123.141102
Alıntı:
Sezyum buharı karanlık madde arayışında yardımcı olur (2019, 7 Ekim)
7 Ekim 2019 tarihinde alındı
https://phys.org/news/2019-10-cesium-vapor-aids-dark.html adresinden
Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacıyla yapılan herhangi bir dürüst işlem dışında,
Bölüm, yazılı izin olmadan çoğaltılabilir. İçerik sadece bilgi amaçlıdır.