Durante casi un siglo, los científicos de todo el mundo han estado buscando sustancias oscuras, una sustancia oculta que se cree que es alrededor del 80 80 % de la masa del universo y necesita explicar numerosos fenómenos físicos. Se han utilizado numerosos métodos para detectar la materia oscura, desde intentar producir partículas en exclusivas, de la búsqueda de radiación del universo, que puede eliminarse en el espacio. Todavía hoy, se sabe muy poco sobre las características básicas del asunto. Aunque funciona en el fondo, se cree que las sustancias oscuras afectan las sustancias visibles, pero es tan sutil de esta manera que no se pueden medir en la actualidad.
Los científicos creen que si se desarrolla un reloj nuclear, uno que usa el núcleo nuclear para medir el tiempo de alta precisión, incluso las irregularidades más pequeñas en su tictac pueden mostrar la influencia de la materia oscura. El año pasado, los físicos en Alemania y Colorado hicieron un progreso hacia la construcción de tal reloj utilizando el elemento radiactivo Thorim 229. Cuando los investigadores del grupo ideológico del profesor Gilad Pérez aprendieron sobre este éxito en el Instituto de Ciencias de Wesman, reconocieron una nueva oportunidad para avanzar en la búsqueda de materia oscura, incluso antes de que un reloj nuclear práctico completo se convirtiera en una realidad. Junto con el equipo alemán, recientemente publicaron un estudio Revisión física x Thorim -229 para sugerir un método novedoso para detectar la influencia de la materia oscura en las características del núcleo.
Como un bebé necesita el momento adecuado para mantener un movimiento suave y permanente para empujar a un niño al columpio, un núcleo nuclear también tiene una doble frecuencia máxima, conocida como su frecuencia de resonancia en la física. La radiación en esta frecuencia puede hacer que el “swing” al núcleo como un colgante entre dos estados cuánticos: un estado de tierra y una condición de alta energía. En la mayoría de los materiales, esta frecuencia de resonancia es alta, lo que requiere una fuerte radiación para estimular el núcleo. Pero en 1976, los científicos descubrieron que el programa nuclear de los Estados Unidos tenía un sub -Thym 229, una excepción extraordinaria. La frecuencia de su resonancia natural a través de la tecnología láser estándar que utiliza radiación ultra violeta relativamente débil es muy baja. Hizo de Thorim -229 un candidato prometedor para el desarrollo del reloj nuclear, que se mide por el “balanceo” del núcleo entre los estados cuánticos como un colgante en el reloj tradicional.
“Un reloj nuclear será el detector final, que es capaz de 10 billones de veces las fuerzas de detección más débiles con la gravedad, que tiene 100,000 veces la resolución de la materia oscura de hoy”.
Sin embargo, el progreso en el reloj nuclear se detuvo en el pasado, cuando los científicos intentaron medir el eco de la altamente precisión thorim 229. Para determinar la frecuencia de la resonancia del núcleo, los físicos brillan en una variedad de frecuencias y observan cuánta energía absorbe o excluye durante la transición entre los estados cuantitales. A partir de estos resultados, crean espectro de absorción, y la frecuencia que causa el pico se toma como resonancia del núcleo.
Durante casi cinco décadas, los científicos no han podido medir el eco de Thorim 229 de que la suficiente construcción del reloj nuclear es muy saludable, pero el año pasado hubo dos progresos importantes. Primero, un grupo del Instituto Nacional de Metrología de Alemania (PTB) publicó una medida relativamente precisa. Unos meses más tarde, un equipo de la Universidad de Colorado lanzó los resultados, que fueron varios millones de veces más precisos.
“Todavía necesitamos más precisión para desarrollar un reloj nuclear”, dice Pérez, pero ya hemos identificado la oportunidad de estudiar la materia oscura. “Explican:” Un universo contiene solo sustancias visibles, el espectro de condiciones físicas y la absorción de cualquier material seguirá siendo permanente. Pero porque su naturaleza similar a la ola puede cambiar claramente la naturaleza del átomo a la masa del átomo y cambiar temporalmente su espectáculo emocional. Ayúdanos a estudiar sus características. “
Los cálculos teóricos hechos por el equipo, dirigidos por el Dr. Wolfram Ratzinger del grupo de Pérez y otros becarios documentales post, han demostrado que la nueva medición puede detectar la influencia de la materia oscura, incluso si es 100 millones de veces más débil y debilitado en nuestras vidas. “Esta es una región en la que nadie ha buscado un asunto oscuro”. “Nuestro cálculo sugiere que no es suficiente encontrar cambios en la frecuencia de resonancia solamente. Necesitamos identificar cambios en todo el espectro de absorción para detectar el efecto de la materia oscura. Aunque aún no hemos encontrado estos cambios, podemos entenderlo, incluso cuando lo entendemos, incluso si lo entendemos, incluso si lo entendemos, y lo entendemos, incluso lo entendemos. Afectará el espectro de absorción de las diversas materias oscuras.
Mientras tanto, los laboratorios de todo el mundo están mejorando el eco de Thorim -229, que se espera que tome años. Si finalmente se desarrolla un reloj nuclear, puede revolucionar muchos campos, incluida la navegación terrestre y espacial, la comunicación, la gestión de la red eléctrica e investigación científica. Los dispositivos de limitación de tiempo más precisos de hoy son relojes nucleares, que se basan en electrones entre los dos estados cuánticos. Son extremadamente precisos, pero hay un error importante entre ellos: sufren interferencia de poder con el entorno, lo que puede afectar su consistencia. Los átomos nucleares, por el contrario, es mucho menos sensible a tales obstáculos.
Número científico
Según un modelo importante de materia oscura, la sustancia misteriosa está hecha de innumerables partículas, cada una de las cuales es al menos 1,000,000 veces más pequeña que el mismo electrón.
Pérez dice “Cuando se trata de materia oscura”, un reloj nuclear basado en torio -229 será el detector final. En este momento, la interferencia de electricidad restringe nuestra capacidad de usar relojes nucleares en busca de electricidad. La gravedad proporciona billones de veces más débiles, que actualmente estamos buscando en la oscuridad de la materia oscura, proporciona 100,000 veces mejor resolución. “
El Consejo Europeo de Investigación (ERC) otorgó recientemente la subvención de anticipo de ERC al grupo del profesor Pérez para apoyar el desarrollo continuo de la investigación de la línea. El estudio también incluyó a la profesora Elena Fuchas y al Instituto Nacional de Metrología de Alemania (PTB), Bruneswig, Alemania, y al Dr. Fiona Kirk de Hanover, Alemania, Alemania. El Dr. Eric Medge y Chetania Paranjap del Grupo Pérez en el Departamento de Física Parcial y Física Estro de Wezman. Y Bruntershoig de Alemania, Bruncheswig, profesor Ekcard Pack y Dr. Johannes Tedo, del Instituto Nacional de Metrología de Alemania (PTB).
