Utilizando un sistema de vacío impreso en 3D especialmente diseñado, los científicos han desarrollado una forma de “atrapar” la materia oscura con el objetivo de detectar paredes de dominio, un paso clave para descubrir algunos de los misterios del universo.
Los científicos de la Facultad de Física de la Universidad de Nottingham han creado un sistema de vacío impreso en 3D que utilizarán en un nuevo experimento para reducir la densidad del gas y luego agregarán átomos de litio súper fríos para detectar paredes oscuras. Esta investigación se publica en Examen físico D.
La profesora Claire Bridge de la Escuela de Física es una de las autoras principales del estudio y explica: “La materia ordinaria que forma el mundo es sólo una pequeña fracción del material del universo, alrededor del 5%, el resto es oscuro Materia o energía oscura: podemos ver sus efectos en el comportamiento del universo, pero no sabemos cuáles son. Una forma en que la gente intenta medir la materia oscura es con una partícula llamada campo escalar.
“La materia oscura es la masa que falta en las galaxias. La energía oscura puede explicar la aceleración de la expansión del universo. Los campos escalares que estamos buscando pueden ser materia oscura o energía oscura. Quizás podamos explicar por qué la expansión del universo El universo se está acelerando y si tiene algún efecto en la Tierra”.
Los investigadores construyeron las naves 3D basándose en la teoría de que los campos escalares de luz, junto con los potenciales de doble pozo y la materia directa, experimentan transiciones de fase impulsadas por la densidad, lo que lleva a la formación de paredes de dominio.
El profesor Bridge continúa: “A medida que la densidad disminuye, se forman defectos; es como cuando el agua se congela en hielo, las moléculas de agua se desordenan y cuando se congelan se obtiene una estructura cristalina, en la que las moléculas se alinean al azar, algunas alineadas en un lado y algunas por el otro, y forma líneas de falla a medida que la densidad disminuye. No se pueden ver estas líneas de falla a simple vista, pero si las partículas pasan a través, puede cambiar su velocidad y demostrar que se trata de paredes oscuras. teoría de campos escalares: o estos campos existen o no”.
Para detectar estos defectos, o paredes oscuras, el equipo creó una aspiradora especialmente diseñada que utilizarán en un nuevo experimento que simulará la transición de un ambiente más denso a uno menos denso. Usando la nueva configuración, enfriarán átomos de litio con fotones láser a -273, que está cerca del cero absoluto, a una temperatura en la que adquieren propiedades cuánticas que hacen que el análisis sea más preciso y predecible.
Lucia Hackermüller, profesora asociada de la Facultad de Física, dirigió el diseño del experimento de laboratorio que se creó, esto dio lugar a lo que pensábamos que era la forma ideal para atrapar la materia oscura y demostrar que las paredes oscuras están atrapadas. los usamos para enfriar los átomos. Los fotones de los átomos pasan a través de las paredes, lo que reduce la energía en el átomo. ¡Es como frenar a un elefante usando una bola de nieve!
Al equipo le llevó tres años construir el sistema y esperan resultados dentro de un año.
El Dr. Hackermüller añadió: “Ya sea que demostremos que existen paredes oscuras o no, esto será un gran paso adelante en nuestra comprensión de la energía y la materia oscuras, y es un gran ejemplo de cómo se puede diseñar un experimento de laboratorio bien controlado para medir directamente los efectos que son relevantes para el universo y que de otro modo no serían observables”.
