科学家探索暗物质的新手段:有史以来最为准确的原子钟网络

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 Connor Feng • 2018-12-09 12:01:53 来源:前瞻网 E1047G0

研究人员正在使用一一另三个小 由有史以来最精确的计时器组成的全球网络去搜寻暗物质(暗物质是你你这一无形的物质,研究人员认为它约占宇宙所有物质的六分之五)。

暗物质的处于是通过它对恒星和星系运动的引力作用而让让当你们 被提出的。然而,它的成分对于让让当你们 来说仍是一一另三个小 谜。科学家另一一另三个小 执行过一点项目,从有史以来最强大的核粒子加速器到大桶大桶的寒冷液态氙等,但到目前为止都均未能找到暗物质的一丝痕迹。波兰托伦哥白尼大学的物理学家主要研究作者Piotr Wcisło说。

科学家们不可能 基本上排除了所有已知的粒子作为暗物质的不可能 解释。剩下的你你这一不可能 性是:暗物质是由你你这一新的粒子构成的;另一一另三个小 由于有不可能 是暗物质根本就完正全是由粒子组成的,本来 一一另三个小 像引力一样遍布空间的场。

Wcisło说,先前的研究表明,不可能 暗物质是一一另三个小 场励志的话 ,场的内部内部结构不可能 经常冒出不同的形态——拓扑缺乏,“像点,线,面另一一另三个小 的拓扑缺乏,甚至不可能 会达到相当于有一颗行星的大小。哪些形态不可能 是在大爆炸后的混沌中形成的,而随着早期宇宙冷却下来时,它们基本冻结成稳定的形式。

现在,科学家们正在通过寻找一点最精确的科学仪器(原子钟)中的扰动,来测试暗物质场的处于。哪些仪器通过监测原子的颤动来计时,就像落地大摆钟依靠摆动的钟摆来计时一样。现在,哪些原子钟非常精确,每400亿年误差不超过1秒,比宇宙138亿年的年龄还久。

与拓扑缺乏的相互作用都时要使原子钟的原子暂时抖动得减慢或减慢。通过监测一一另三个小 由原子钟组成、怎么让跨度超越拓扑缺乏的同步网络,科学家们都时要探测到哪些疾速般的形态的处于,还都时要测量它们的一点形态,比如它们的大小和速度。

研究人员使用光学原子钟,当原子被冷却到接近绝对零度而运动减慢时,再用激光束测量原子的运动。让让当你们 计算出,原子在通过一一另三个小 拓扑缺乏的后来都时要增加或减少精细形态常数(精细形态常数描述了电磁力的整体速度)。哪些变化将改变原子对激光的反应办法和时钟滴答的频率。

暗物质的另你你这一不可能 解释是,它的效应是由场强随时间而变化所引起的,而场强的变化又由于电磁场速度的规律性波动。科学家们指出,理论上,原子钟都时要帮助探测你你这一“相干振荡的经典标量场”。

通过分析美国科罗拉多州、法国、波兰和日本一另三个小 大洲的三个小原子钟,研究人员都时要发现哪些精细形态常数的细微变化,其灵敏度是后来实验的400倍左右。然而,让让当你们 越来越发现任何与暗物质一致的信号。

光学原子钟的主要问题图片之一是它们都时要目前只都时要持续运行相当于一天的时间,Wcisło说。其中一一另三个小 由于是光学原子钟时要使一点激光器保持同步都可不可不可以工作,但随着时间的推移,相当于有一束激光器会离开同步。然而Wcisło指出让让当你们 的网络具备一一另三个小 关键的优势,那本来 它不时要一另三个小 时钟一起运行。

科学家们在未来一两年内计划将你你这一时钟网络的数量增加两倍,Wcisło说,这不可能 会使你你这一网络的灵敏度和观察时间增加10倍或更多。

科学家们于12月7日在《科学进展》杂志的网站上完正介绍了让让当你们 的发现。

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