Não há evidência de uma influência da matéria escura na força entre os núcleos

O universo consiste principalmente de uma substância nova e uma forma de energia que ainda não estão compreendidos. Este 'matéria escura' e 'energia escura' não são diretamente visíveis a olho nu ou através de telescópios. Astrônomos só pode fornecer a prova da sua existência indiretamente, com base na forma de galáxias e a dinâmica do universo. Matéria escura interage com a matéria normal através da força gravitacional, que também determina as estruturas cósmicas da matéria normal, visível.

ainda não se sabe se a matéria escura também interage com si ou com a matéria normal via as outras três forças fundamentais, a força eletromagnética, a fraca e a força nuclear forte, ou alguma força adicional. Mesmo experimentos muito sofisticadas até agora não têm sido capazes de detectar qualquer interação. Isto significa que se ela existe em tudo, ele deve ser muito fraco.

A fim de lançar mais luz sobre este tema, cientistas de todo o mundo estão a realização de várias novas experiências nas quais a ação das forças fundamentais não-gravitacionais ocorre com tão pouco interferência externa quanto possível e a ação é então precisamente medidas. Quaisquer desvios dos efeitos esperados pode indicar a influência da matéria escura ou energia escura. Alguns desses experimentos estão sendo realizados utilizando máquinas de pesquisa enormes como aqueles alojados no CERN, a Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear, em Genebra. Mas experiências à escala laboratorial, por exemplo, em Düsseldorf, também são viáveis, se projetado para o máximo de precisão.

A equipe que trabalha sob a orientação do Prof. Stephan Schiller, do Instituto de Física Experimental em HHU apresentou os resultados de um experimento de precisão para medir a força elétrica entre o próton ( "p") e do deutério ( "d") na revista Natureza. O protão é o núcleo do átomo de hidrogénio (H), o deutério mais pesado é o núcleo de deutério (D) e consiste de um protão e um neutrão unidos.

Os físicos Düsseldorf estudar um objecto estranho, HD +, a de iões de hidrogénio da molécula parcialmente deuterado. Um dos dois electrões normalmente contidos na camada electrónica está ausente neste iónica. Deste modo, HD + é constituída por um protão e deutério ligados por apenas um electrão, o que compensa a força repulsiva eléctrica entre eles.

Isso resulta em uma determinada distância entre o protão e o deutério, referido como o 'comprimento de ligação'. A fim de determinar esta distância, os físicos HHU ter medido a velocidade de rotação da molécula com precisão de onze dígitos usando uma técnica de espectroscopia eles recentemente desenvolvido. Os pesquisadores usaram conceitos que também são relevantes no campo da tecnologia quântica, tais como armadilhas de partículas e de laser de resfriamento.

É extremamente complicado para obter o comprimento de ligação a partir dos resultados de espectroscopia, e, assim, para deduzir a intensidade da força exercida entre o protão e o deutério. Isto é porque esta força tem propriedades quânticas. A teoria da eletrodinâmica quântica (QED) proposto na década de 1940 deve ser utilizado aqui. Um membro da equipe de autor passou duas décadas para avançar os cálculos complexos e foi recentemente capaz de prever o comprimento de ligação com suficiente precisão.

Esta previsão corresponde ao resultado da medição. Desde o acordo pode-se deduzir a força máxima de uma modificação da força entre um próton e um deuteron causada por matéria escura. Prof. Schiller comenta: "A minha equipa tem agora empurrado para baixo esse limite superior mais de 20 vezes Nós demonstramos que interage matéria escura muito menos com a matéria normal do que antes era considerado possível Esta forma misteriosa de matéria continua a ser disfarçado, em.. menos no laboratório!"

fonte: 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>.