Наблюдения за космосом порождают целый ряд загадок, приписывающих загадочной «темной материи». Ее никто не видел, но считается, что на нее приходится 95% вселенной. Теперь ученые разработали эксперимент, позволяющий поймать темную материю в ловушку.
Хотя темная материя и темная энергия составляют примерно 95 процентов материи во Вселенной, ученые никогда не наблюдали их напрямую. Вывод об их существовании ученые сделали на основе их предполагаемого гравитационного влияния на видимую обычную материю.
Ученые из Ноттингемского университета создали «ловушку», предназначенную для того, чтобы поближе взглянуть на эту всегда неуловимую концепцию.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Physical Review D, ученые из Ноттингемского университета представили частицу, известную как скалярное поле, и сконструировали ловушку для обнаружения влияния темной материи, называемой доменными стенками или темными стенками.
Профессор Ноттингемского университета и ведущий автор Клер Берредж объясняет: «Поскольку плотность снижается, образуются дефекты — это подобно тому, когда вода замерзает в лед, молекулы воды случайны, и когда они замерзают, вы получаете кристаллическую структуру с молекулами, выстроенными случайным образом, где одни расположены в одну сторону, а другие – в другую, и это создает линии разлома. Что-то подобное происходит в скалярных полях, когда плотность становится ниже. Вы не можете увидеть эти линии разлома на глаз, но если частицы проходят через них, это может изменить их траекторию. Эти дефекты темные стены и могут подтвердить теорию скалярных полей».
В сущности, если бы эти сконструированные ловушки могли обнаружить темные стены, это было бы основным доказательством теории скалярных полей.
Чтобы провести этот эксперимент, команда создала напечатанные на 3D принтере сосуды, специально разработанные для «захвата» темных стен, согласно теоретическим расчетам. Чтобы «закрутить» ловушку, ученые охладят атомы лития почти до абсолютного нуля с помощью лазерных фотонов и поместят их в специальный вакуум, имитирующий изменение плотности, как описывает Берраж. Если все пойдет по плану, эти линии разлома в пределах скалярных полей должны быть захвачены в эксперименте.
«Напечатанные на 3D-принтере сосуды, которые мы используем как вакуумную камеру, были сконструированы с использованием теоретических расчетов темных стен, что создало то, что, по нашему мнению, является идеальной формой, структурой и текстурой для захвата темной материи, — Лючия Хакермюллер из Университет Ноттингема, разработавший эксперимент, говорится в заявлении для прессы. – Чтобы успешно продемонстрировать, что темные стены попали в ловушку, мы позволим холодному атомному облаку пройти сквозь эти стены».
Весь этот эксперимент длился три года и команда надеется получить результаты от тщательно разработанной ловушки в течение года.
Конечно, возможно, что темные стены вообще не появятся. Однако в мире науки любой результат способствует нашему пониманию таинственных сил, формирующих основу известной Вселенной, потому что обнаружение того, чем не темная материя и темная энергия, также может быть чрезвычайно ценным.
По материалам: Popular Mechanics
