Atomski satovi su najprecizniji instrumenti za merenje vremena koje imamo. Nova studija predlaže način da se koristi zapanjujući nivo preciznosti instrumenata za otkrivanje najsitnijih energetskih fluktuacija, potencijalno dajući naučnicima način da posmatraju neke vrste tamne materije.
Tamna materija se i dalje pokazuje neuhvatljivom: iako je nismo direktno posmatrali, možemo videti njene efekte na Univerzum. Frustrirajuće, u našim trenutnim modelima fizike ne postoji ništa što bi objasnilo ono što vidimo.
Ovde su istraživači sa Univerziteta u Saseksu i Nacionalne fizičke laboratorije u Velikoj Britaniji predložili korišćenje atomskih satova za otkrivanje određenih čestica male mase za koje se pretpostavlja da potencijalno čine ovaj misteriozni materijal.
Razmišljanje je da ove čestice interaguju sa česticama uobičajene materije, ali veoma slabo. Atomski satovi se oslanjaju na gotovo neprimetne oscilacije atoma dok se kreću između energetskih stanja da bi odredili vreme, tako da bi bilo koji blagi udarac na ove oscilacije – od ultra-lake čestice tamne materije, na primer – mogao da se uoči.
Prvo, istraživači su predložili neke teorijske modele za merenje varijacija vremena atomskog sata. Nakon toga, oni su zatim uzeli očitavanja sa postojećih atomskih satova kako bi dokazali održivost pristupa.
Sledeći korak bi bio postavljanje eksperimenta u kome bi se mogla uporediti dva atomska sata: onaj koji je bio malo podložniji varijacijama u onome što je poznato kao fundamentalne konstante, ili konstantnim vrednostima na kojima se zasnivaju zakoni Univerzuma.
U ovoj konkretnoj studiji, razmatrane su dve fundamentalne konstante: konstanta fine strukture, koja opisuje koliko snažno elektroni privlače protone u atomu, i odnos mase elektrona i protona, koji ukazuje na ‘težinu’ atoma.
Obe konstante mogu biti poremećene interakcijama sa određenim ultralakim česticama za koje se teoretizira da su odgovorne za efekte tamne materije, kao što je hipotetički aksion. Ova studija postavlja ograničenja na veličinu varijacija koje bi možda ukazivale na prisustvo čestica.
Očigledno je da ovde ima mnogo teorije, a mi imamo posla sa mnogo pretpostavki i predviđanja – iako veoma pametnih. Na kraju krajeva, male promene u otkucavanju atomskog sata mogle bi imati duboke implikacije na fiziku.
Atomski satovi su izuzetno korisni naučnicima, osim što su u stanju da drže vreme sa neuporedivom tačnošću tokom milijardi godina. Korišćeni su za merenje gravitacionog crvenog pomaka, na primer, načina na koji gravitacija može da ometa vreme.
Oni su takođe važni u kvantnoj fizici i otvorili su područja istraživanja za načine na koje se kvantne informacije mogu prenositi ili čuvati. Sada se čini da bi mogli biti i detektori tamne materije.
Ovi nalazi se ne oslanjaju ni na jednu već postojeće teorije, kažu istraživači, a proizvedeni modeli imaju veliku fleksibilnost – potencijalno dovoljno da se primene izvan carstva tamne materije iu drugim neobjašnjivim fenomenima.
