Na UMK tropią ciemną materię
Naukowcy z UMK wykorzystali optyczny zegar atomowy do poszukiwania ciemnej materii. Wyniki pionierskiego eksperymentu trafiły do prestiżowego „Nature Astronomy”.
Eksperyment jest krokiem na drodze do rozwiązania jednego z najbardziej fundamentalnych problemów fizyki.
- Istnieje kilka teorii opisujących, czym jest ciemna materia - wyjaśnia dr hab. Michał Zawada. - Pierwsza i najbardziej popularna mówi o tym, że we wszechświecie, oprócz materii, którą możemy obserwować, występuje również inna materia, której nie widzimy, a która oddziałuje grawitacyjnie. Ciemnej materii jest cztery razy więcej niż tej, która jest widoczna. Do szukania cząsteczek ciemnej materii buduje się szalenie kosztowne układy doświadczalne. Druga hipoteza zakłada, że to teoria grawitacji może nie być do końca prawdziwa, że być może do zależności siły od odległości trzeba dodać nieznany czynnik korygujący.
Naukowcy z UMK skupili się na badaniu kolejnej teorii, mówiącej o tym, że istnieją makroskopowe obiekty ciemnej materii (defekty topologiczne), które powstały we wczesnym, szybko schładzającym się wszechświecie.
Można wyobrazić sobie je jako ścianę (o nieznanej grubości), która „przelatuje” przez wszechświat.
Jeśli taki obiekt przemknie przez Krajowe Laboratorium FAMO i jeśli jakkolwiek sprzęga się ze standardową materią, którą znamy, to optyczny zegar atomowy zacznie „tykać” inaczej
- wyjaśnia dr Wcisło.
Fizycy na świecie myśleli o tym już wcześniej. Zakładali jednak, że do eksperymentu należy mieć też zegar referencyjny, a połączone światłowodowo urządzenia musiałyby być od siebie znacznie oddalone - np. jedno w Polsce, a drugie w Japonii.
Pionierski pomysł dr. Piotra Wcisły wykazał, że wystarczy tylko jeden optyczny zegar atomowy, który jest czuły na poszukiwane zaburzenia. Metoda zastosowana na UMK pozwala określać kolejne limity dotyczące natury ciemnej materii i regulować błędne teorie.
- Ekscytujące jest to, że zyskaliśmy realną szansę pozytywnej detekcji ciemnej materii - mówi dr Piotr Wcisło.
Autor: JM