Kā izveidot tumšās enerģijas detektoru

Tumšās enerģijas jēdziens ir savdabīgs pat pēc kosmoloģiskajiem standartiem.

Kosmologi mums ir izvirzījuši ideju, lai izskaidrotu Visuma acīmredzamo paātrināto izplešanos. Viņi saka, ka šo paātrinājumu izraisa enerģija, kas aizpilda telpu ar blīvumu 10^-10 džouli uz kubikmetru.

Šajā idejā dīvaini ir tas, ka, telpai paplašinās, palielinās arī enerģijas daudzums. Ja šajā argumentā esat pamanījis trūkumus, jūs neesat viens. Enerģijas nezūdamības likuma aizmiršana nav mazs pārpratums.

Mums ir nepieciešams cits veids, kā pētīt tumšo enerģiju, ideālā gadījumā laboratorijā uz Zemes. Šodien Martins Perls no Stenfordas universitātes un Holgers Millers Kalifornijas universitātē Bērklijā iesaka tieši šādu eksperimentu.

Tumšās enerģijas blīvums varētu izklausīties mazs, taču Perls un Millers norāda, ka fiziķi regulāri mēra laukus ar daudz mazāku enerģijas blīvumu. Piemēram, elektriskā lauka 1 volts uz metru enerģijas blīvums ir 10^-12 džouli uz kubikmetru. To ir viegli izmērīt uz Zemes.

Protams, pastāv dažas būtiskas atšķirības starp elektrisko lauku un tumšās enerģijas lauku, kas padara mērījumus sarežģītus. Ne mazāk svarīgi ir tas, ka jūs nevarat izslēgt tumšo enerģiju. Vēl viens ir tas, ka nav zināmas atsauces, ar kuru to varētu novērtēt.

Tas atstāj gradienta iespēju tumšajā enerģijas laukā. Ja ir šāds gradients, tad vajadzētu būt iespējai izmērīt tā ietekmi, un labākais veids, kā to izdarīt, ir ar atomu interferometriju, saka Perls un Muellers.

Atomu interferometrija mēra fāzes izmaiņas, ko izraisa atšķirības divās atoma trajektorijās telpā. Tātad, ja šajā laukā pastāv gradients, vajadzētu būt iespējai to pamanīt, atceļot visu pārējo spēku ietekmi. Perls un Muellers ierosina izsijāt elektromagnētiskos spēkus ar parastajiem vairogiem un izmantot divu atomu interferometrus, lai atceltu gravitācijas spēku ietekmi.

Tam vajadzētu ļaut veikt mērījumus ar nepieredzētu precizitāti. Eksperimenti ar viena atoma interferometriem jau ir izmērījuši Zemes gravitācijas spēku ar precizitāti 10^-9. Dubultā interferometra metodei tas jāpalielina vismaz līdz 10^-17.

Tas ir ļoti aizraujošs eksperiments, kas šķiet sasniedzams ar mūsdienu tehnoloģijām.

Perl un Muellera ziedē ir divas iespējamās mušas. Pirmais ir tas, ka tumšās enerģijas daba nav pilnībā zināma. Ja tā pastāv un ja ir gradients, nav droši, ka tumšā enerģija vispār iedarbos spēku uz atomiem. Tas viņiem atstās bezgalīgu uzdevumu mēģināt noteikt arvien stingrākus ierobežojumus neesoša spēka lielumam.

Otrs ir tas, ka kāds cits nezināms spēks pacels galvu šajā režīmā un pārņems mērījumus. Ja tā notiek, ir grūti iedomāties, ka Perls un Millers būtu pārāk satraukti. Tas ir tāds atklājums, kam vajadzētu radīt smaidu jebkura fiziķa sejā.

Atsauce: arxiv.org/abs/1001.4061 : pētot iespēju atklāt tumšo enerģiju sauszemes eksperimentā, izmantojot atomu interferometriju

paslēpties