Вчені будуть використовувати атомний годинник для пошуку темної матерії

Вчені заявили про те, що подвійний атомний годинник, який був створений у США, прискорив роботу подібних пристроїв вимірювання часу в 10 разів, що дозволить використовувати його для пошуку таємничої темної матерії. Висновки вчених були опубліковані в статті в журналі Nature Photonics.

Іони в атомних годинниках знаходяться в спеціальній "пастці", охолоджені до температур, близьких до абсолютного нуля. Вчені "стріляють" за цим іонам з лазера, змушуючи їх коливатися між збудженим і "нормальним" енергетичними станами. Подібні конструкції дозволяють досягти неймовірної точності виміру часу - сучасні атомні годинники починають запізнюватися або поспішати на секунду лише через мільярди років.

Тепер же дослідникам вдалося в 10 разів поліпшити цей результат, створивши атомні годинники на основі атомів ітербія. Крім того, дослідники ліквідували головний недолік годинників - невеликі коливання в частоті лазерних імпульсів, так званий "шум Діка", які періодично виникають при роботі навіть найбільш точно налаштованих лазерів.

Досягнутої точності вимірювання - 1,5 частин на квинтильон "тиків" – і швидкості роботи годинника має вистачити для вирішення однієї з найбільш амбітних завдань сучасної фізики – пошуків і розкриття сутності темної матерії, на чию частку припадає 75% маси Всесвіту.

На думку дослідників, проліт великих "грудок" темної матерії через Землю повинен сповільнювати хід часу в тих частинах планети, через які вони пролетіли. Атомні годинники, що володіють досить високою точністю і швидкістю роботи, зможуть виявити цю аномалію і таким чином підтвердити, що темна матерія існує. Крім того, надточний годинник допоможе фізикам уточнити значення багатьох фундаментальних констант і перевизначити кілограм і метр.

Раніше вчені припустили наявність навколо Землі "волосся" з темної матерії. Волоски темної матерії мають корінням, яке розташовується приблизно за мільйон кілометрів від поверхні Землі, і кінчиками, розташованими за два мільйони кілометрів. Концентрація частинок в коренях є найвищою, до мільярда разів вище середньої.