Jūs zināt veco teicienu: “Ja vēlaties kaut ko slēpt, ielieciet to redzamā vietā?” Saskaņā ar jaunu divu fizikas profesoru ierosinājumu šī loģika var būt iemesls, kāpēc zinātnieki tik ilgi ir cīnījušies, lai atrastu noslēpumaino masu, kas, domājams, sastāda 27% no Visuma vielas.
Īsāk sakot, šie divi fiziķi uzskata, ka tumšo matēriju var atrast tāpat, kā jūs varat atrast ātrāko ceļu uz darbu: konsultējoties ar Globālo pozicionēšanas sistēmu.
Andrejs Derevianko no Nevada Universitātes Reno un Maksims Pospelovs no Viktorijas universitātes un Kanādas Teorētiskās fizikas perimetra institūta šī gada sākumā ierosināja šo metodi vairākās slavenās zinātniskās konferencēs, kur tā tika saņemta ar vispārēju apstiprinājumu. .
Viņu ideja aicina izmantot GPS satelītus un citus atomu pulksteņu tīklus un salīdzināt savus laikus, lai meklētu neatbilstības. Derevianko un Pospelovs norāda, ka tumšā viela varētu graujoši ietekmēt atomu pulksteņus un ka, aplūkojot esošos atomu pulksteņu tīklus, varētu būt iespējams pamanīt tumšās vielas kabatas ar atšķirīgu parakstu.
Abi sāk pārbaudīt šo teoriju, analizējot pulksteņa datus no 30 GPS satelītiem, kuru ikdienas navigācijā tiek izmantoti atomu pulksteņi. Atomisko pulksteņu savstarpēji saistītos tīklus, piemēram, GPS un dažus jau esošos zemes tīklus, var izmantot kā spēcīgu instrumentu topoloģiskā defekta tumšās vielas meklēšanai, kur sākotnēji sinhronizētie pulksteņi dezinhronizējas.
“Neskatoties uz nopietniem novērojumiem, kas liecina par tumšās matērijas esamību, tās būtība joprojām ir noslēpums,” sacīja Derevianko, universitātes Zinātņu koledžas profesors. “Dažās daļiņu fizikas pētniecības programmās tiek pieņemts, ka tumšā matērija sastāv no smagajām daļiņām līdzīgās vielas. Iespējams, ka šis pieņēmums neatbilst patiesībai, un par alternatīvām pastāv liela interese. ”
Viņu priekšlikums balstās uz ideju, ka tumšā matērija varētu rasties no plaisām Visuma kvantu laukos, kas varētu izjaukt tādas pamatīpašības kā elektronu masa un ietekmēt laika mērīšanas veidu. Tas atspoguļo pārtraukumu no ierastākā viedokļa, ka tumšā viela sastāv no subatomiskām daļiņām, piemēram, WIMP un aksioniem.
"Mūsu pētījums virza ideju, ka tumšā viela var tikt organizēta kā liela gāzēm līdzīga topoloģisko defektu kolekcija vai enerģijas plaisas," sacīja Derevianko. “Mēs ierosinām atklāt defektus, tumšo vielu, jo tie mums cauri plūst ar jutīgu atomu pulksteņu tīklu. Ideja ir tāda, ka, kur pulksteņi iziet no sinhronizācijas, mēs zinātu, ka tumšā matērija - topoloģiskais defekts - ir pagājusi. Patiesībā mēs uzskatām, ka GPS ir vispāratzīts kā lielākais cilvēka veidotais tumšās vielas detektors. ”
Derevianko sadarbojas GPS datu analīzē ar Nefas Ģeodēziskās laboratorijas direktoru Geoffu Blewittu, kas atrodas arī Nevada Universitātes Zinātnes koledžā Reno. Ģeodēziskā laboratorija izstrādāja un uztur lielāko GPS datu apstrādes centru pasaulē, kas visu diennakti var nepārtraukti apstrādāt informāciju no aptuveni 12 000 stacijām visā pasaulē.
Blewitt, arī fiziķis, paskaidroja, kā atomu pulksteņu bloks varētu atklāt tumšo vielu.
"Mēs zinām, ka tumšajai matērijai tur jābūt, piemēram, tāpēc, ka ir redzams, ka tā saliek gaismu ap galaktikām, bet mums nav pierādījumu par to, no kā tā varētu būt veidota," viņš sacīja. “Ja tumšās matērijas nebūtu, ar parasto lietu, par kuru mēs zinām, nepietiktu, lai gaismu saliektu tikpat labi. Tas ir tikai viens no veidiem, kā zinātnieki zina, ka kaut kur galaktikā ir milzīgs daudzums tumšās vielas. Viena iespējamība ir tāda, ka tumšo vielu šajā gāzē var neveidot no tādām daļiņām kā normāla viela, bet gan no makroskopiskām nepilnībām telpas laika telpā.
“Zeme slauc cauri šai gāzei, riņķojot apkārt galaktikai. Tātad mums gāze šķita kā galaktiskais tumšās vielas vējš, kas pūš caur Zemes sistēmu un tās pavadoņiem. Pūšot tumšajai vielai, GPS sistēmas pulksteņi dažkārt aptuveni 3 minūšu laikā varētu iziet no sinhronizācijas ar indikatora zīmējumu. Ja tumšās matērijas dēļ pulksteņi vairs nav sinhronizēti par vairāk nekā sekundes miljardu, mums vajadzētu viegli spēt atklāt šādus notikumus. ”
"Šāda veida darbs zinātnē var būt pārveidojošs un varētu pilnībā mainīt to, kā mēs domājam par savu Visumu," sacīja Džefs Tompsons, fiziķis un Universitātes Zinātņu koledžas dekāns. “Andrejs ir pasaules klases fiziķis, un viņš jau ir devis lielu ieguldījumu fizikā. Ir brīnums skatīties apbrīnojamo darbu, kas nāk no viņa un viņa grupas. ”
Derevianko māca kvantu fiziku un saistītos priekšmetus Nevada Universitātē Reno. Viņš ir rakstījis vairāk nekā 100 recenzētas publikācijas teorētiskajā fizikā. Viņš ir Amerikas Fizikas biedrības biedrs, Simona teorētiskās fizikas līdzstrādnieks un Fulbraita zinātnieks. Starp dažādām pētniecības tēmām viņš ir veicinājis vairāku jaunu atomu pulksteņu klašu attīstību un fundamentālo simetriju ar atomiem un molekulām precīzu pārbaudi.
Viņu pētījumi parādījās agrāk šonedēļ zinātniskā žurnāla tiešsaistes versijā Dabas fizika, priekšā drukas versijai.
