Kaip sukurti tamsiosios energijos detektorių

Tamsiosios energijos samprata yra savotiška, net ir pagal kosmologinius standartus.

Kosmologai iškėlė mums idėją, kad paaiškintų akivaizdžiai spartėjantį Visatos plėtimąsi. Jie sako, kad šį pagreitį sukelia energija, kuri užpildo erdvę 10^-10 džaulių kubiniame metre tankiu.

Keista šioje mintyje yra tai, kad plečiantis erdvei, didėja ir energijos kiekis. Jei pastebėjote šio argumento trūkumą, nesate vieni. Energijos tvermės dėsnio pamiršimas nėra mažas apsileidimas.

Mums reikia kito tamsiosios energijos tyrimo būdo, idealiu atveju laboratorijoje Žemėje. Šiandien Martinas Perlas iš Stanfordo universiteto ir Holgeris Muelleris Kalifornijos universitete Berklyje siūlo būtent tokį eksperimentą.

Tamsiosios energijos tankis gali atrodyti mažas, tačiau Perlas ir Muelleris pabrėžia, kad fizikai reguliariai matuoja laukus, kurių energijos tankis yra daug mažesnis. Pavyzdžiui, 1 volto vienam metrui elektrinio lauko energijos tankis yra 10^-12 džaulių kubiniame metre. Tai lengva išmatuoti Žemėje.

Žinoma, tarp elektrinio lauko ir tamsiosios energijos lauko yra keletas svarbių skirtumų, dėl kurių matavimai tampa sudėtingi. Maža to, jūs negalite išjungti tamsiosios energijos. Kitas dalykas yra tai, kad nėra žinomos nuorodos, pagal kurią tai būtų galima įvertinti.

Tai palieka gradiento galimybę tamsiajame energijos lauke. Jei yra toks gradientas, tada turėtų būti įmanoma išmatuoti jo poveikį ir geriausias būdas tai padaryti yra atomų interferometrija, tarkime, Perlas ir Muelleris.

Atominė interferometrija matuoja fazės pokytį, kurį sukelia dviejų atomo trajektorijų skirtumas erdvėje. Taigi, jei gradientas šiame lauke egzistuoja, jį turėtų būti įmanoma pastebėti panaikinus visų kitų jėgų poveikį. Perlas ir Muelleris siūlo pašalinti elektromagnetines jėgas su įprastiniais skydais ir naudoti dviejų atomų interferometrus, kad panaikintų gravitacinių jėgų poveikį.

Tai turėtų leisti atlikti matavimus su precedento neturinčiu tikslumu. Eksperimentai su vieno atomo interferometrais jau išmatavo Žemės gravitacinį trauką 10^-9 tikslumu. Dvigubo interferometro technika turėtų padidinti tai bent iki 10^-17.

Tai labai įdomus eksperimentas, kuris, atrodo, bus pasiekiamas naudojant šiuolaikines technologijas.

Perlo ir Muellerio tepaluose yra dvi galimos musės. Pirma, tamsiosios energijos prigimtis yra visiškai nežinoma. Jei ji egzistuoja ir jei yra gradientas, tai jokiu būdu nėra tikras, kad tamsioji energija iš viso darys jėgą atomams. Tai paliks jiems begalinę užduotį bandyti nustatyti vis griežtesnius neegzistuojančios jėgos dydžio apribojimus.

Antra, kai kuri kita nežinoma jėga pakels galvą šiuo režimu ir užgrius matavimus. Jei taip atsitiks, sunku įsivaizduoti, kad Perlas ir Muelleris būtų pernelyg nusiminęs. Tai toks atradimas, kuris turėtų sukelti šypseną bet kurio fiziko veide.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1001.4061 : Galimybės aptikti tamsiąją energiją tyrinėjimas atliekant eksperimentą su žeme naudojant atominę interferometriją

paslėpti