15/2/11

Ανίχνευση της σκοτεινής ενέργειας στο εργαστήριο

Ένα πείραμα σε εργαστήριο της Γης με υπέρψυχρα άτομα θα μπορούσε να μας διαφωτίσει σχετικά με την σκοτεινή ενέργεια και την διαστολή του σύμπαντος.
Αυτός είναι ο σκοπός της ομάδας φυσικών από ΗΠΑ και Ηνωμένο Βασίλειο με επικεφαλής τον νομπελίστα Martin Perl (βραβεύτηκε το 1995 για την ανακάλυψη του λεπτονίου ταυ), που σχεδιάζουν να χρησιμοποιήσουν άτομα καισίου σε δυο ατομικά συμβολόμετρα, ελπίζοντας ότι θα μπορέσουν να μετρήσουν κάποια αλληλεπίδραση των ατόμων με την σκοτεινή ενέργεια.
Η σκοτεινή ενέργεια είναι το όνομα που δίνεται στην μυστηριώδη ουσία για την οποία πιστεύεται ότι προκαλεί την επιτάχυνση της διαστολής του σύμπαντος, υπερνικώντας την βαρυτική έλξη.
Και ενώ η σκοτεινή ενέργεια φαίνεται να αποτελεί το 75% της ενέργειας-μάζας του σύμπαντος, οι επιστήμονες δεν έχουν ιδέα για το τι είναι!
Οι περισσότερες προσπάθειες για την κατανόηση της σκοτεινής ενέργειας περιλαμβάνουν παρατηρήσεις των πολύ μακρινών σουπερνόβα και της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου.
Όμως ο Perl και οι συνεργάτες του πιστεύουν ότι μπορούν να διερευνήσουν την σκοτεινή ενέργεια πειραματιζόμενοι με ατομικά συμβολόμετρα σε εργαστήριο εδώ πάνω στη γη.
Η ομάδα ελπίζει να ανιχνεύσει φαινόμενα που οφείλονται στην σκοτεινή ενέργεια, κάποιο άγνωστο μέχρι τώρα "σκοτεινό περιεχόμενο του κενού"(DVC), το οποίο όπως υποστηρίζουν θα μπορούσε να συμπεριφερθεί όπως η σκοτεινή ενέργεια στις κοσμολογικές κλίμακες του χωρόχρονου. Το πείραμα σχεδιάζεται να λειτουργήσει το 2014.

Διαφορετικές χωροχρονικές διαδρομές

Τα ατομικά συμβολόμετρα χρησιμοποιούν παλμούς λέιζερ για να διαχωρίσουν ένα υλικό κύμα ατόμων και το κατευθύνουν σε δυο διαφορετικές χωροχρονικές διαδρομές. Τα μερικά κύματα των δυο διαδρομών συμβάλλουν και μετρείται η μετατόπιση φάσης.
Οι ερευνητές σχεδιάζουν να εκτελέσουν το πείραμα χρησιμοποιώντας δυο πανομοιότυπα συμβολόμετρα.
Αν δεν υπάρχουν φαινόμενα που οφείλονται στην σκοτεινή ενέργεια, οι μετατοπίσεις φάσης που θα μετρούν τα συμβολόμετρα θα είναι ίδιες. Διαφορετικά σε κάθε συμβολόμετρο, οι μετατοπίσεις φάσης θα είναι διαφορετικές.
Το πείραμα βασίζεται σε δυο παραδοχές. Η πρώτη είναι ότι οι αλληλεπιδράσεις της ύλης με την σκοτεινή ενέργεια δεν είναι βαρυτικής φύσης.
Η δεύτερη υπόθεση είναι ότι το “πεδίο της σκοτεινής ενέργειας” έχει μια ανομοιόμορφη χωρική κατανομή. Με άλλα λόγια, τα άτομα στα δύο διαφορετικά συμβολόμετρα θα αισθάνονται λίγο διαφορετικές δυνάμεις, γεγονός που θα οδηγήσει σε μια μικρή μετατόπιση στη σχετική φάση των ατόμων, η μέτρηση της οποίας είναι και το ζητούμενο του πειράματος.
Ωστόσο, αυτή η δεύτερη υπόθεση αντιτίθεται με το μοντέλο της κοσμολογικής σταθεράς της σκοτεινής ενέργειας, η οποία περιγράφει τη σκοτεινή ενέργεια ως ιδιότητα του κενού χώρου, που είναι η ίδια παντού στο σύμπαν.
Πράγματι αν το πείραμα ανίχνευε άγνωστες μέχρι σήμερα δυνάμεις (οφειλόμενες στην σκοτεινή ενέργεια), αυτές θα ήταν δύσκολο να συγκριθούν με αποτελέσματα άλλων μετρήσεων σκοτεινής ενέργειας.
Οι άλλες έρευνες αναζητούν την σκοτεινή ενέργεια σε κοσμολογικές κλίμακες χώρου και χρόνου, ενώ η παρούσα έρευνα ενδιαφέρεται για διακυμάνσεις πυκνότητας της σκοτεινής ενέργειας σε επίγειες κλίμακες. Η κοσμολογία δεν μας λέει τι να περιμένουμε στις κλίμακες αυτές. Και γι αυτό ορισμένοι κοσμολόγοι είναι επιφυλακτικοί για την αποτελεσματικότητα του πειράματος.
physicsworld.com
http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1101/1101.5626v1.pdf

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...