研究表明，原子鐘最終可能揭示暗物質(zhì)

原子鐘是我們擁有的最精確的計(jì)時(shí)儀器。一項(xiàng)新的研究提出了一種方法，利用儀器驚人的精度來檢測最微小的能量波動，這可能為科學(xué)家提供一種觀察某些類型的方法。暗物質(zhì).

暗物質(zhì)繼續(xù)被證明是難以捉摸的：雖然我們沒有直接觀察到它，但我們可以看到它對宇宙的影響。令人沮喪的是，我們目前的物理模型中沒有任何內(nèi)容可以解釋我們所看到的。

在這里，來自薩塞克斯大學(xué)和英國國家物理實(shí)驗(yàn)室的研究人員建議使用原子鐘來檢測某些理論上可能構(gòu)成這種神秘物質(zhì)的低質(zhì)量粒子。

人們的想法是，這些粒子與常規(guī)物質(zhì)粒子相互作用，但非常微弱。原子鐘依賴于幾乎察覺不到的原子的振蕩當(dāng)它們在能量狀態(tài)之間移動以報(bào)時(shí)，因此可以發(fā)現(xiàn)對這些振蕩的任何輕微撞擊 - 例如來自超輕暗物質(zhì)粒子 - 都可以被發(fā)現(xiàn)。

首先，研究人員提出了一些理論模型來測量原子鐘時(shí)間的變化。之后，他們從現(xiàn)有的讀數(shù)中獲取原子鐘以幫助證明該方法的可行性。

下一步將是建立一個(gè)實(shí)驗(yàn)，可以比較兩個(gè)原子鐘：一個(gè)更容易受到所謂的變化的影響。基本常數(shù)，或宇宙法則所基于的常數(shù)值。

在這項(xiàng)特殊的研究中，研究了兩個(gè)基本常數(shù)：精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)，它描述了電子被原子中的質(zhì)子吸引的強(qiáng)度，以及電子與質(zhì)子的質(zhì)量比，這表明原子的“重量”。

這兩個(gè)常數(shù)都可能被與某些超輕粒子的相互作用所破壞，這些粒子理論上是暗物質(zhì)的效果，例如假設(shè)軸子.這項(xiàng)研究對可能表明粒子存在的變化幅度設(shè)定了限制。

顯然，這里有很多理論，我們正在處理很多假設(shè)和預(yù)測 - 盡管是非常聰明的。但最終，原子鐘滴答作響的微小變化可能會對物理學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

原子鐘對科學(xué)家來說非常有用，除了能夠以無與倫比的精度保持時(shí)間之外。數(shù)十億年.它們已被用于測量引力紅移例如，重力干擾時(shí)間的方式。

它們在量子物理學(xué)中也很重要，并且為量子信息開辟了研究領(lǐng)域。傳輸或存儲.現(xiàn)在看來，它們也可能是暗物質(zhì)探測器。

研究人員說，這些發(fā)現(xiàn)不依賴于任何預(yù)先存在的理論，并且產(chǎn)生的模型具有很大的靈活性 - 可能足以應(yīng)用于暗物質(zhì)領(lǐng)域之外的其他無法解釋的現(xiàn)象。

該研究已發(fā)表在新物理學(xué)報(bào).

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