Conosci il vecchio detto: "se vuoi nascondere qualcosa, mettilo in bella vista?" Bene, secondo una nuova proposta di due professori di fisica, questa logica potrebbe essere la ragione per cui gli scienziati hanno lottato per così tanto tempo per trovare la misteriosa massa che si ritiene rappresenti il 27% della materia nell'universo.
In breve, questi due fisici credono che la materia oscura possa essere trovata nello stesso modo in cui puoi trovare la via più veloce per lavorare: consultando il Global Positioning System.
Andrei Derevianko, dell'Università del Nevada, Reno, e Maxim Pospelov, dell'Università del Victoria e del Perimeter Institute for Theoretical Physics in Canada, hanno proposto questo metodo all'inizio di quest'anno in una serie di rinomate conferenze scientifiche, dove ha incontrato l'approvazione generale .
La loro idea prevede l'uso di satelliti GPS e altre reti di orologi atomici e il confronto dei loro tempi per cercare discrepanze. Derevianko e Pospelov suggeriscono che la materia oscura potrebbe avere un effetto dirompente sugli orologi atomici e che osservando le reti esistenti di orologi atomici potrebbe essere possibile individuare sacche di materia oscura con la loro firma distintiva.
I due stanno iniziando a testare questa teoria analizzando i dati di clock dei 30 satelliti GPS, che utilizzano gli orologi atomici per la navigazione quotidiana. Le reti correlate di orologi atomici, come il GPS e alcune reti di terra già esistenti, possono essere utilizzate come un potente strumento per cercare la materia oscura del difetto topologico in cui gli orologi inizialmente sincronizzati verranno desincronizzati.
"Nonostante le solide prove osservative dell'esistenza della materia oscura, la sua natura rimane un mistero", ha dichiarato Derevianko, professore al College of Science dell'Università. “Alcuni programmi di ricerca in fisica delle particelle ipotizzano che la materia oscura sia composta da materia simile a particelle pesanti. Questa ipotesi potrebbe non essere vera ed esiste un interesse significativo per le alternative. "
La loro proposta si basa sull'idea che la materia oscura potrebbe provenire da crepe nei campi quantistici dell'universo che potrebbero disturbare proprietà fondamentali come la massa di un elettrone e avere un effetto sul modo in cui misuriamo il tempo. Ciò rappresenta una rottura dalla visione più convenzionale secondo cui la materia oscura è costituita da particelle subatomiche come WIMP e assioni.
"La nostra ricerca persegue l'idea che la materia oscura possa essere organizzata come una grande raccolta simile a gas di difetti topologici o crepe energetiche", ha detto Derevianko. “Proponiamo di rilevare i difetti, la materia oscura, mentre ci attraversano con una rete di sensibili orologi atomici. L'idea è, dove gli orologi vanno fuori sincronizzazione, sapremmo che è passata la materia oscura, il difetto topologico. In effetti, prevediamo di utilizzare la costellazione GPS come il più grande rilevatore di materia oscura costruito dall'uomo. "
Derevianko sta collaborando all'analisi dei dati GPS con Geoff Blewitt, direttore del Nevada Geodetic Laboratory, anche presso il College of Science dell'Università del Nevada, Reno. Il Geodetic Lab ha sviluppato e gestisce il più grande centro di elaborazione dati GPS del mondo, in grado di elaborare continuamente informazioni da circa 12.000 stazioni in tutto il mondo, 24 ore su 24, 7 giorni su 7.
Blewitt, anch'egli fisico, spiegò come una serie di orologi atomici potesse rilevare la materia oscura.
"Sappiamo che la materia oscura deve essere lì, ad esempio, perché si vede che piega la luce attorno alle galassie, ma non abbiamo prove di ciò che potrebbe essere fatto", ha detto. “Se la materia oscura non fosse presente, la materia normale di cui siamo a conoscenza non sarebbe sufficiente a piegare la luce tanto quanto fa. Questo è solo uno dei modi in cui gli scienziati sanno che esiste una grande quantità di materia oscura da qualche parte là fuori nella galassia. Una possibilità è che la materia oscura in questo gas potrebbe non essere formata da particelle come la materia normale, ma da imperfezioni macroscopiche nel tessuto dello spazio-tempo.
“La Terra attraversa questo gas mentre orbita attorno alla galassia. Quindi per noi, il gas sembrerebbe essere come un vento galattico di materia oscura che soffia attraverso il sistema terrestre e i suoi satelliti. Man mano che la materia oscura soffia, a volte causerebbe la sincronizzazione degli orologi del sistema GPS con uno schema rivelatore per un periodo di circa 3 minuti. Se la materia oscura causa la sincronizzazione degli orologi di oltre un miliardesimo di secondo, dovremmo essere facilmente in grado di rilevare tali eventi. "
"Questo tipo di lavoro può essere trasformativo nella scienza e potrebbe cambiare completamente il modo in cui pensiamo al nostro universo", ha detto Jeff Thompson, fisico e decano del College of Science dell'Università. “Andrei è un fisico di classe mondiale e ha già dato un contributo fondamentale alla fisica. È una meraviglia guardare lo straordinario lavoro che viene da lui e dal suo gruppo ".
Derevianko insegna fisica quantistica e materie correlate all'Università del Nevada, Reno. È autore di oltre 100 pubblicazioni arbitrate in fisica teorica. È membro dell'American Physical Society, Simons in fisica teorica e studioso Fulbright. Tra una varietà di argomenti di ricerca, ha contribuito allo sviluppo di diverse nuove classi di orologi atomici e test di precisione di simmetrie fondamentali con atomi e molecole.
La loro ricerca è apparsa all'inizio di questa settimana nella versione online della rivista scientifica Fisica della natura, prima della versione stampata.
