Vuoi saperne di più sulla materia oscura? Invia un orologio atomico più vicino al sole

La materia oscura continua a far infuriare gli astronomi di tutto il mondo. Vediamo il suo effetto nell’aggregazione delle galassie e nella lente gravitazionale della luce all’interno delle galassie, e sembra costituire circa l’80% della materia nell’universo, ma non l’abbiamo ancora rilevata sulla Terra. Che ne dici di scoprirlo, almeno nel nostro sistema solare? Questo potrebbe essere possibile, secondo un nuovo studio astronomia naturale.

L’idea di base è semplice. Se la materia oscura esiste in tutto l’universo, allora deve esserci materia oscura in tutto il nostro sistema solare. Deve influenzare cose come le orbite dei pianeti in modi che possiamo misurare. Il problema è che le nostre osservazioni dei moti planetari non sono abbastanza precise da rilevare gli effetti della materia oscura. Anche Mercurio, il pianeta più colpito dalle concentrazioni di materia oscura vicino al sole, non ha una deflessione misurata. Quindi questo nuovo lavoro suggerisce un esperimento più accurato con gli orologi atomici.

Secondo la teoria, poiché la materia oscura interagisce gravitazionalmente con la materia ordinaria, la materia oscura nel nostro sistema solare dovrebbe essere concentrata vicino al sole, quindi avrà il massimo impatto. Quindi il team propone di posizionare un orologio atomico più vicino al sole e di fargli segnalare un altro orologio atomico più lontano. Inviando un segnale altamente sintonizzato tra i due, possiamo misurare l’effetto della gravità nella regione ed eventualmente determinare la densità della materia oscura vicino al sole.

Secondo la supersimmetria, le particelle di materia oscura note come neutraline (spesso chiamate WIMP) si annichilano a vicenda, creando una cascata di particelle e radiazioni che include raggi gamma di media energia. Se sono presenti neutraline, il LAT può vedere i raggi gamma associati alla loro scomparsa. Credito: Sky & Telescope / Gregg Dinderman.

L’esperimento potrebbe anche testare alcuni modelli di materia oscura che sostengono che la materia oscura è costituita da particelle molto leggere. Se ciò fosse vero, queste particelle interagirebbero con gli elettroni in modi sottili, facendo sì che la loro massa effettiva e la forza di interazione differiscano leggermente. Questo, a sua volta, causerebbe piccole fluttuazioni nei segnali degli orologi atomici, che potrebbero anche essere rilevati.

La cosa interessante di questa idea è che un tale esperimento potrebbe essere fatto con le nostre attuali capacità ingegneristiche. Piccoli orologi atomici a bassa potenza sono prontamente disponibili e possono essere facilmente posizionati su veicoli spaziali. La Parker Solar Probe orbita già attorno al sole all’interno dell’orbita di Mercurio dal 2018 e presto si avvicinerà al sole. Fare questo esperimento è una sfida di budget, non una sfida ingegneristica.

Il mistero della materia oscura probabilmente non sarà risolto tanto presto. Troppe prove sono andate a vuoto e non siamo ancora vicini a comprendere i dettagli della loro natura. Ma nuovi esperimenti come questo mostrano che abbiamo più idee da esplorare, e più impariamo più ci avviciniamo alla prova della materia oscura o a una teoria alternativa.

Riferimento: Tsai, Yu Dai, Joshua Ibe e Marianna S. Safronova. “Rilevamento diretto di materia oscura molto leggera associata al Sole mediante sensori quantistici spaziali. ” astronomia naturale (2022): 1-9.

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *