研究表明,原子钟最终可能揭示暗物质

原子钟是我们拥有的最精确的计时仪器。一项新的研究提出了一种方法,利用仪器惊人的精度来检测最微小的能量波动,这可能为科学家提供一种观察某些类型的方法。暗物质.

暗物质继续被证明是难以捉摸的:虽然我们没有直接观察到它,但我们可以看到它对宇宙的影响。令人沮丧的是,我们目前的物理模型中没有任何内容可以解释我们所看到的。

在这里,来自萨塞克斯大学和英国国家物理实验室的研究人员建议使用原子钟来检测某些理论上可能构成这种神秘物质的低质量粒子。

人们的想法是,这些粒子与常规物质粒子相互作用,但非常微弱。原子钟依赖于几乎察觉不到的原子的振荡当它们在能量状态之间移动以报时,因此可以发现对这些振荡的任何轻微撞击 - 例如来自超轻暗物质粒子 - 都可以被发现。

首先,研究人员提出了一些理论模型来测量原子钟时间的变化。之后,他们从现有的读数中获取原子钟以帮助证明该方法的可行性。

下一步将是建立一个实验,可以比较两个原子钟:一个更容易受到所谓的变化的影响。基本常数,或宇宙法则所基于的常数值。

在这项特殊的研究中,研究了两个基本常数:精细结构常数,它描述了电子被原子中的质子吸引的强度,以及电子与质子的质量比,这表明原子的“重量”。

这两个常数都可能被与某些超轻粒子的相互作用所破坏,这些粒子理论上是暗物质的效果,例如假设轴子.这项研究对可能表明粒子存在的变化幅度设定了限制。

显然,这里有很多理论,我们正在处理很多假设和预测 - 尽管是非常聪明的。但最终,原子钟滴答作响的微小变化可能会对物理学产生深远的影响。

原子钟对科学家来说非常有用,除了能够以无与伦比的精度保持时间之外。数十亿年.它们已被用于测量引力红移例如,重力干扰时间的方式。

它们在量子物理学中也很重要,并且为量子信息开辟了研究领域。传输或存储.现在看来,它们也可能是暗物质探测器。

研究人员说,这些发现不依赖于任何预先存在的理论,并且产生的模型具有很大的灵活性 - 可能足以应用于暗物质领域之外的其他无法解释的现象。

该研究已发表在新物理学报.

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