將原子鐘送向太陽可能會導(dǎo)致尋找暗物質(zhì)的突破
不幸的是,目前沒有制定這個概念的計劃。

一項(xiàng)新的暗物質(zhì)探測器實(shí)驗(yàn)將使用原子鐘在太陽附近尋找原子鐘的跡象,預(yù)計那里的神秘物質(zhì)密度最高。來源:Kavli IPMU。
尋找暗物質(zhì)是現(xiàn)代物理學(xué)的終極追求之一??茖W(xué)家從字面上深入挖掘,試圖找到這種難以捉摸的東西。但現(xiàn)在有些人正在考慮改變方向。
我是斜杠青年,一個PE背景的“雜食性”學(xué)者!
理論上,暗物質(zhì)約占宇宙中物質(zhì)的85%,其余15%由可見物質(zhì)構(gòu)成。
宇宙學(xué)家非常確定它的存在,因?yàn)樗麄冊趪@銀河系中心運(yùn)行的其他星系中觀察到恒星。除非星系中的物質(zhì)比所看到的要多,否則遠(yuǎn)離中心的恒星軌道是沒有意義的。還要多得多。
然而,幾十年來,暗物質(zhì)一直躲避直接檢測。
尋找暗物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)在進(jìn)行中。這種測試必須深入地下,以減少其他粒子(如μ子)的“噪音”,這些粒子在設(shè)備中拉鏈。其中一個實(shí)驗(yàn)室是“天才巢穴”,位于維多利亞時代小鎮(zhèn)斯塔韋爾下的金礦中。
但是,如果我們不是低頭看下尋找暗物質(zhì),而是抬頭看呢?
物理學(xué)家現(xiàn)在正在提出一種尋找暗物質(zhì)的新方法,通過向太陽發(fā)送原子鐘作為“量子傳感器”。
太陽系中的暗物質(zhì)分布是由重力決定的。太陽約占我們太陽系總質(zhì)量的99.8%至99.9%。因此,從理論上講,我們應(yīng)該更有可能在我們的中心恒星周圍找到暗物質(zhì),太陽的引力使暗物質(zhì)最密集。
來自日本卡夫利宇宙物理和數(shù)學(xué)研究所(IPMU)以及加州大學(xué)(UC)、歐文分校和特拉華大學(xué)(均在美國)的研究人員發(fā)表了一篇《自然天文學(xué)》論文,概述了他們提出的新的暗物質(zhì)檢測方法。
該團(tuán)隊(duì)表示,他們部分受到美國宇航局深空原子鐘和該組織帕克太陽探測器的啟發(fā)。
帕克已經(jīng)證明,美國宇航局的新太陽屏蔽使航天器比以往任何時候都更接近我們的太陽。深空原子鐘代表了下一代用于在太空中導(dǎo)航的高靈敏度原子鐘。
這不僅僅是團(tuán)隊(duì)希望找到的任何舊暗物質(zhì)。他們的方法專門用于尋找質(zhì)量極小的暗物質(zhì)顆粒。
預(yù)計淺暗物質(zhì)會在某些通用常數(shù)中誘導(dǎo)振蕩,例如測量電磁力強(qiáng)度的電子質(zhì)量和精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)。這些自然界基本常數(shù)的這種波動反過來會影響原子的過渡能量。
原子鐘的工作原理是測量原子在不同狀態(tài)之間過渡時發(fā)射的光子頻率。暗物質(zhì)引起的任何振蕩都將被檢測到發(fā)射出不同頻率的光子。
Kavli IPMU的合著者Joshua Eby博士表示:“實(shí)驗(yàn)周圍的暗物質(zhì)越多,這些振蕩就越大,因此在分析信號時,暗物質(zhì)的局部密度非常重要?!?/p>
目前沒有制定這個概念的計劃。然而,研究人員認(rèn)為,未來使用原子鐘的太空任務(wù)可以兼作暗物質(zhì)檢測實(shí)驗(yàn)。
長途太空任務(wù),包括未來可能前往火星的任務(wù),將需要特殊的計時,就像太空中的原子鐘一樣。未來可能的任務(wù),屏蔽和軌跡與帕克太陽探測器非常相似,但攜帶原子鐘設(shè)備,可能足以進(jìn)行搜索。
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