Eine simulation einer Galaxie bilden, die unter einer modifizierten Theorie der Schwerkraft mit Chamäleons.Grafik: Christian Arnold/Baojiu Li/Durham University (Phys.org)
Ein experiment, in das Vereinigte Königreich versäumt hat, Beweise zu finden, der ein Teilchen soll erklären, die meisten des Universums ist Masse. Aber die Suche ist noch nicht vorbei.
Wenn Kosmologen beobachten, wie das Universum sich ausdehnt, wird Sie feststellen, dass die heutigen Theorien der Materie nicht erklären kann, die meisten des Universums ist Energie. Sie nennen sich die unbekannten Energie “dunkle Energie” und TheoretikerInnen, haben versucht, es zu erklären, indem Sie vorschlägt unentdeckte Teilchen und die entsprechenden Felder. Experimente versäumt haben, Beweise zu finden, von solchen Teilchen, aber in der Physik, das ist nicht unbedingt eine schlechte Sache.
“Wir haben noch nicht alles ausgeschlossen,” Clare Burrage, außerordentlicher professor in der Physik und Astronomie an der Universität von Nottingham in Großbritannien und einer der Autoren der Studie, sagte Gizmodo. “Es gibt immer noch ein Fenster von Parametern, die ist wohl mehr interessant.”
Zwei 1998 Beobachtungen von den am weitesten entfernten supernovae zeigte, dass nicht nur das Universum expandiert, aber die expansion beschleunigt. Erklären diese Erweiterung erforderte ein neues, unentdecktes Antriebskraft Dinge auseinander, die Physiker nennen die dunkle Energie. Berechnungen haben seitdem ergeben, dass die dunkle Energie sollte machen mehr als zwei Drittel des Universums die gesamte Masse und Energie—aber wir wissen nicht, was die Quelle der Energie eigentlich ist.
Physiker verstehen die Kräfte, die zwischen den normalen Materie im Universum, wie die elektromagnetische Kraft, die als Felder (wo Sie in das Feld bestimmt, wie stark Sie das Gefühl der Kraft) mit der entsprechenden Teilchen (Sie können verstehen, die Interaktionen zwischen zwei Materie-Teilchen durch den Austausch von Kraft-Partikel). So, einige Theorien der dunklen Energie, die vorschlagen, dass es eine neue Art von Kraft, zu schwach, um auf der Erde beobachtet werden, mit einer entsprechenden Teilchen; diese vorgeschlagenen Teilchen haben Namen wie das Chamäleon oder die symmteron. Aktuelle rechnerische Beweis hat gezeigt, dass die Theorie des Chamäleons, so genannt, weil Ihre Eigenschaften hängen von der Umwelt, von der Sie existieren, sind eine praktikable Theorie der dunklen Energie.
Forscher im Vereinigten Königreich hatte zuvor vorgeschlagen, dass, wenn diese Kräfte bestanden werden, könnten Sie nachweisbar mithilfe einer besonderen Art von experiment, ähnlich wie Galileo fallen zwei Kugeln aus dem oberen Rand der schiefe Turm von Pisa. Die Forscher Platzierten eine Mandel-sized Aluminium ball, befestigt an einer Stange, so dass es sich bewegen kann, in einem extremen Vakuum-Kammer. Dann, Sie pumpten und gefangen einen Puls von kalten rubidium-Atome, dann veröffentlicht die Falle. Mithilfe eines detection-System namens atom interferometery, basierend auf glänzende speziell wandte sich Laser auf die Atome, die die Forscher gemessen, wie die Atome in Richtung der Aluminium-ball statt, in verschiedenen Positionen, auf der Suche nach dem geringsten Unterschiede in der Beschleunigung aus den theoretischen Erwartungen.
Das experiment gefunden, dass, wenn Chamäleon oder symmetron Teilchen existieren, deren Auswirkungen sind zu gering, um gemessen zu werden, die von diesem setup, so das Papier veröffentlicht in Physical Review Letters. Diese Art von null-Ergebnis ist wichtig—es erzählt von Theoretikern und experimentalisten, sich anderswo für eine dunkle Energie erklären Teilchen.
Diese Ergebnisse bestätigen ähnliche Ergebnisse aus einer 2017 Papier von einem team von Wissenschaftlern in den Vereinigten Staaten, obwohl mit einer etwas anderen detection System. Dieses Papier “ist von sehr hoher Qualität und bestätigt unsere früheren Grenzen”, Holger Müller, Leiter der 2017 Bemühungen von der University of California, Berkeley, die nicht in die neue Studie, sagte Gizmodo in einer E-Mail. “Verwenden Sie ähnliche, aber nicht identische Techniken, so ist dies eine sinnvolle Stärkung der experimentellen Daten. Sollte ich geben volle Punktzahl, es war eine theoretische Abhandlung von Burrage, Copeland und Hinds,” drei der Wissenschaftler, die auf diesem neuen Papier, “das inspiriert uns zu schauen, Chamäleons.”
Und es ist wichtig, immer weiter zu suchen. Diese Experimente lassen Raum für einige Iterationen des Chamäleons zu Leben, Burrage sagte Gizmodo. Es ist nun eine Frage der Erhöhung der Empfindlichkeit dieser Experimente.
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