Присутність темної матерії має впливати на енергетичні стани звичайних атомів та частинок. Тому помітити її наявність може атомний годинник. А щоб цей вплив був помітнішим, його можна відправити ближче до Сонця, де щільність темної матерії максимальна.
Речовина, з якої складені галактики, планети та живі істоти, становить лише малу частину нашого Всесвіту. Набагато більше в ній міститься темної матерії, яка залишається невидимою і проявляється лише гравітаційним впливом на звичайну матерію, рухи далеких зірок і галактик. З чого вона складається, неясно, і всі спроби виявити темну матерію в експериментах залишаються безуспішними.
Однак фізики винаходять нові способи знайти її — наприклад, використовуючи звичайні радари або крихітні маятники. А в новій статті, опублікованій у журналі Nature Astronomy, озвучена ще одна оригінальна ідея: використовувати надточні атомні годинники, відправивши їх якомога ближче до Сонця, де щільність темної матерії має бути максимальною у всій Сонячній системі, а її прояви особливо помітні.
Деякі моделі темної матерії показують, що під її впливом певні фундаментальні частинки та взаємодії можуть змінювати свою поведінку. Саме на цю поведінку спирається робота атомного годинника. Для надточного відстеження часу вони фіксують регулярні переходи частинок між різними енергетичними станами, які супроводжуються випромінюванням фотонів.
У присутності достатніх кількостей темної матерії різниця між енергетичними станами може змінюватися, що позначиться на частоті осциляцій в атомному годиннику. Саме ці зміни можуть стати першим експериментальним свідченням її існування.
«Чим більше темної матерії навколо, тим сильніша осциляція, — підкреслив Джошуа Ебі (Joshua Eby), один із авторів нової роботи, — тому локальна щільність темної матерії дуже важлива для аналізу сигналу».
Тому Ебі та його колеги пропонують відправити атомний годинник ближче до Сонця.
Вчені наголошують, що всі необхідні для цього технології вже існують. Атомний годинник активно застосовують на супутниках — наприклад, в апаратах систем глобальної навігації. А для роботи поблизу Сонця розроблені ефективні теплові екрани. Таким користується зонд Parker, який спостерігає за зіркою з екстремально тісною орбітою і іноді навіть «пірнає» в її розпечену корону.
Джерело: nature.com
