Знаете старата поговорка: „ако искате да скриете нещо, го поставете пред очите?“ Е, според ново предложение на двама преподаватели по физика, тази логика може да е причината учените да се борят толкова дълго, за да намерят мистериозната маса, която се смята, че представлява 27% от материята във Вселената.
Накратко, тези двама физици смятат, че тъмната материя може да се намери по същия начин, по който можете да намерите най-бързия път за работа: като се консултирате с глобалната система за позициониране.
Андрей Деревянко от Университета в Невада, Рено и Максим Поспелов от Университета на Виктория и Периметърския институт за теоретична физика в Канада предложиха този метод по-рано тази година на поредица от известни научни конференции, където той се срещна с общо одобрение ,
Идеята им изисква използването на GPS сателити и други атомни часовникови мрежи и сравняване на тяхното време, за да се търсят несъответствия. Деревянко и Поспелов предполагат, че тъмната материя може да има разрушително въздействие върху атомните часовници и че чрез разглеждане на съществуващи мрежи от атомни часовници може да бъде възможно да се забележат джобове от тъмна материя по техния отличителен подпис.
Двамата започват да тестват тази теория, като анализират данните на часовника от 30-те GPS спътника, които използват атомни часовници за ежедневна навигация. Съответстващи мрежи от атомни часовници, като GPS и някои наземни мрежи, които вече съществуват, могат да бъдат използвани като мощен инструмент за търсене на тъмната материя с топологичен дефект, при която първоначално синхронизираните часовници ще станат десинхронизирани.
„Въпреки солидните наблюдателни доказателства за съществуването на тъмна материя, нейната природа остава загадка“, заяви Дерявянко, професор в Колежа на науките в университета. „Някои изследователски програми във физиката на частиците предполагат, че тъмната материя е съставена от материя, наподобяваща тежки частици. Това предположение може да не е вярно и съществува значителен интерес към алтернативите. “
Тяхното предложение се основава на идеята, че тъмната материя може да дойде от пукнатини в квантовите полета на Вселената, които могат да нарушат такива основни свойства като масата на електрон и да окажат влияние върху начина, по който измерваме времето. Това представлява прекъсване от по-конвенционалната гледна точка, че тъмната материя се състои от субатомни частици като WIMP и аксиони.
„Нашето изследване преследва идеята, че тъмната материя може да бъде организирана като голямо газообразно събиране на топологични дефекти или енергийни пукнатини“, каза Деревянко. „Ние предлагаме да открием дефектите, тъмната материя, докато те прелитат през мрежа с чувствителни атомни часовници. Идеята е там, където часовниците излизат от синхронизация, бихме разбрали, че тъмната материя, топологичният дефект, е минала покрай нея. Всъщност ние предвиждаме използването на GPS съзвездието като най-големият изграден от човека детектор за тъмна материя. "
Деревянко си сътрудничи за анализиране на GPS данни с Джеф Блевит, директор на Геодезическата лаборатория в Невада, също в Колежа на науките в Университета на Невада, Рено. Геодезическата лаборатория разработи и поддържа най-големия център за обработка на данни в GPS, който може да обработва информация от около 12 000 станции по целия свят, 24/7.
Blewitt, също физик, обясни как масив от атомни часовници евентуално може да открие тъмна материя.
"Ние знаем, че тъмната материя трябва да е там, например, защото се вижда, че огъва светлина около галактики, но нямаме доказателства за това от какво може да се направи", каза той. „Ако тъмната материя не беше там, нормалната материя, за която знаем, нямаше да е достатъчна, за да огъне светлината толкова, колкото и нея. Това е само един от начините, по които учените знаят, че има огромно количество тъмна материя някъде там в галактиката. Една от възможностите е тъмната материя в този газ да не е направена от частици като нормална материя, а от макроскопични несъвършенства в тъканта на пространството-време.
„Земята преминава през този газ, докато обикаля около орбитата. Така че за нас газът изглежда като галактически вятър от тъмна материя, който духа през земната система и нейните спътници. Тъй като тъмната материя издухва, от време на време това ще доведе до синхронизиране на часовниците от GPS системата с образец на сигнали за период от около 3 минути. Ако тъмната материя доведе до синхронизиране на часовниците с повече от милиардна част от секундата, лесно бихме могли да открием подобни събития. "
„Този тип работа може да бъде преобразуваща в науката и може напълно да промени начина, по който мислим за нашата вселена“, казва Джеф Томпсън, физик и декан на Университетския колеж по наука. „Андрей е физик от световна класа и вече е направил основни приноси във физиката. Чудесно е да гледате невероятната работа, която идва от него и неговата група. "
Деревянко преподава квантова физика и сродни предмети в Университета на Невада, Рено. Автор е на над 100 рецензирани публикации по теоретична физика. Той е сътрудник на Американското физическо общество, Симонс по теоретична физика и учен по Фулбрайт. Сред най-различни изследователски теми той допринесе за разработването на няколко нови класа атомни часовници и прецизни тестове на фундаментални симетрии с атоми и молекули.
Техните изследвания се появиха по-рано тази седмица в онлайн версията на научното списание Природа физика, преди версията за печат.
