Ученые разработали новую вакуумную систему, напечатанную на 3D-принтере, для «захвата» темной материи с целью обнаружения доменных стенок, что является значительным шагом в изучении тайн вселенной.
Исследователи из Школы физики Ноттингемского университета создали эту вакуумную систему для нового эксперимента, в котором будет снижена плотность газа и добавлены сверххолодные атомы лития, чтобы попытаться обнаружить темные стенки. Исследование опубликовано в журнале Physical Review D.
Профессор Клэр Беррейдж, один из ведущих авторов исследования, объясняет:
Обычная материя составляет лишь около 5% содержимого Вселенной, остальное — это либо темная материя, либо темная энергия. Мы видим их влияние на поведение Вселенной, но не знаем, что это такое. Один из способов измерения темной материи — введение частицы, называемой скалярным полем.
Исследователи основывали конструкцию своих трехмерных сосудов на теории, что легкие скалярные поля с двухъямными потенциалами и связями с материей претерпевают фазовые переходы, что приводит к образованию доменных стенок.
По мере снижения плотности образуются дефекты, подобные кристаллизации воды в лед. Молекулы воды становятся случайными, создавая линии разлома. Нечто подобное происходит в скалярных полях. Эти дефекты — темные стены, которые могут подтвердить существование скалярных полей.
Для обнаружения этих дефектов команда разработала специальный вакуум для нового эксперимента, который будет имитировать переход из плотной среды в менее плотную. С помощью новой установки они охладят атомы лития лазерами до -273°C, близко к абсолютному нулю, чтобы придать им квантовые свойства для более точного анализа.
Люсия Хакермюллер, доцент Школы физики, руководившая лабораторным экспериментом, объясняет:
Наши 3D-печатные сосуды были спроектированы с использованием теоретических расчетов темных стен, создавая идеальную форму для захвата темной материи. Мы пропустим холодное атомное облако через эти стены, чтобы наблюдать его отклонение. Для охлаждения атомов мы используем лазеры, что снижает их энергию, подобно замедлению слона снежками.
Команда работала над созданием системы три года и ожидает получить результаты в течение года.
