原子钟和激光可以帮助发现暗物质

如何寻找不吸收、反射或发射光的东西?一组研究人员开发了一种新方法,利用 GPS 卫星上的原子钟和超稳定激光网络来搜索暗物质。“尽管有许多理论和实验,但科学家们仍未找到暗物质,我们认为 […]

来源:宇宙杂志
NGC 24,一个螺旋星系,位于玉夫座,距离我们 2500 万光年。图片来源:NASA
NGC 24,一个螺旋星系,位于玉夫座,距离我们 2500 万光年。图片来源:NASA

如何寻找不吸收、反射或发射光的物质?一组研究人员开发了一种新方法,利用 GPS 卫星上的原子钟和超稳定激光器网络来搜索暗物质。

“尽管有许多理论和实验,科学家们仍未找到暗物质,我们认为暗物质是将一切凝聚在一起的星系‘粘合剂’,”澳大利亚昆士兰大学博士生 Ashlee Caddell 说道,他是发表在《物理评论快报》上的研究的共同负责人。

研究 物理评论快报。

当我们观察宇宙时,我们看到并与之相互作用的可见物质是正常物质。但要理解恒星、星系和星系团内部和周围的引力观测,还必须存在其他东西。而且数量很多。

这就是暗物质,据信它占宇宙物质的 85%。问题是它几乎不可能被探测到,因为它通过引力与普通物质的相互作用非常弱。

这项新研究试图探测一种被称为“超轻暗物质”的暗物质模型。

“在这种情况下,暗物质就像波一样,因为它的质量非常非常低,”卡德尔说。

他们通过分析来自地球上由光纤电缆连接的超稳定激光器网络以及 GPS 卫星上的 2 个原子钟的数据来做到这一点。

“我们使用分开的时钟来尝试测量波的变化,这看起来就像时钟显示不同的时间或以不同的速率滴答作响,如果时钟相距较远,这种影响会变得更强,”卡德尔说。

“通过比较远距离的精确测量,我们发现了振荡暗物质场的微妙影响,否则在传统设置中这些影响会相互抵消。