Geen bewyse van 'n invloed van donker materie op die krag tussen kerne

Die heelal bestaan ​​hoofsaaklik uit 'n roman stof en 'n energie vorm wat nog nie verstaan ​​nie. Hierdie "donker materie" en "donker energie" is nie direk sigbaar vir die blote oog of deur teleskope. Sterrekundiges kan net bewys lewer van hul bestaan ​​indirek, gebaseer op die vorm van sterrestelsels en die dinamika van die heelal. Donker materie interaksie met normale saak via die gravitasiekrag, wat ook bepaal die kosmiese strukture van normale, sigbare materie.

Dit is nog nie bekend of donker materie ook in wisselwerking met sy eie of met 'n normale saak via die ander drie fundamentele kragte, die elektromagnetiese krag, die swak en sterk kern krag, of 'n paar ekstra krag. Selfs baie gesofistikeerde eksperimente het tot dusver nie in staat is om enige sodanige interaksie op te spoor nie. Dit beteken dat indien dit bestaan ​​glad nie, dit moet baie swak wees.

Ten einde meer lig te werp op hierdie onderwerp, wetenskaplikes regoor die wêreld is die uitvoering van verskeie nuwe eksperimente waarin die optrede van die nie-gravitasie fundamentele kragte plaasvind met so min inmenging van buite as moontlik en die aksie is dan juis gemeet. Enige afwykings van die verwagte gevolge kan die invloed van donker materie of donker energie aan te dui. Sommige van hierdie eksperimente word met behulp van groot navorsing masjiene uitgevoer soos dié gehuisves by CERN, die Europese Organisasie vir Kernnavorsing in Genève. Maar laboratorium-skaal eksperimente, byvoorbeeld in Düsseldorf, is ook haalbaar is, as wat ontwerp is vir 'n maksimum akkuraatheid.

Die span wat onder leiding van prof Stephan Schiller van die Instituut van eksperimentele fisika by HHU het die bevindinge van 'n presisie-eksperiment om die elektriese krag tussen die proton ( "p") en die deuteron ( "d") te meet in die joernaal Aard. Die proton is die kern van die waterstofatoom (H), die swaarder deuteron is die kern van deuterium (D) en bestaan ​​uit 'n proton en 'n neutron saamgebind.

Die Düsseldorf fisici bestudeer 'n ongewone voorwerp, HD +, die ioon van die gedeeltelik deuterated waterstofmolekuul. Een van die twee elektrone gewoonlik vervat in die elektron skil ontbreek in hierdie ioon. So, HD + bestaan ​​uit 'n proton en deuteron saamgebind deur net een elektron, wat vergoed vir die afstootlik elektriese krag tussen hulle.

Dit lei tot 'n bepaalde afstand tussen die proton en die deuteron, waarna verwys word as die "band lengte. Ten einde hierdie afstand bepaal, het die HHU fisici die rotasie spoed van die molekule met elf syfers presisie met behulp van 'n spektroskopie tegniek hulle onlangs ontwikkel gemeet. Die navorsers gebruik begrippe wat ook betrokke in die veld van kwantum tegnologie, is soos deeltjie strikke en laser koel.

Dit is uiters ingewikkeld om die bindingslengte trek uit die spektroskopie resultate, en dus om die krag van die krag wat uitgeoefen word tussen die proton en die deuteron aftrek. Dit is omdat hierdie krag het kwantum eienskappe. Die teorie van kwantum elektrodinamika (QED) in die 1940's voorgestel moet hier gebruik word. 'N Lid van die skrywer span het twee dekades na die komplekse berekeninge te bevorder en was onlangs in staat om die bindingslengte met voldoende akkuraatheid te voorspel.

Hierdie voorspelling kom ooreen met die meet resultaat. Van die ooreenkoms kan 'n mens die maksimum krag van 'n wysiging van die krag tussen 'n proton en 'n deuteron wat veroorsaak word deur donker materie af te lei. Prof. Schiller kommentaar: "My span het nou afgedruk hierdie boonste perk meer as 20-vou Ons het getoon dat donker materie interaksie veel minder met 'n normale saak as wat voorheen moontlik beskou hierdie geheimsinnige vorm van materie gaan voort om onderdak bly, by.. minste in die laboratorium! "

bron: Heinrich-Heine University Duesseldorf. "No evidence of an influence of dark matter on the force between nuclei." ScienceDaily. ScienceDaily, 18 May 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/05/200518144910.htm>.