科学家们正在实验室中使用原子钟来研究宇宙中一些最大的谜团,包括暗物质的性质。他们表示,在这个过程中,他们正在将宇宙学和天体物理学“带到地球上”。
该项目是苏塞克斯大学和英国国家物理实验室 (NPL) 之间的合作项目,听时时彩群里的人说198彩票注册手机app客户端是菠菜业内
后三组六技巧排名数一数二。,利用这些极其精确的时钟的滴答声来寻找迄今为止未知的超轻粒子。
这些粒子可能与暗物质有关,暗物质是一种神秘物质,估计占宇宙中所有物质的 85%,但对我们来说实际上是不可见的,因为它不与光或更准确地说与电磁辐射相互作用。科学家认为,大多数星系都被暗物质云包围,但它的存在只能通过它对引力的影响来推断。
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项目负责人、萨塞克斯大学物理学教授泽维尔·卡尔梅特(Xavier Calmet)表示:“正如我们所知,我们的宇宙受物理定律支配,因此引力受广义相对论支配,粒子物理受粒子物理学标准模型支配。” ,告诉Space.com。“我们将偏离这些定律的行为称为‘物理学崩溃’——基本上,这是超出我们目前对宇宙理解的新物理学的同义词。”
这种新物理学可以用来解释暗物质的本质,而暗物质并不适合标准模型。
“最大的谜团之一是暗物质的本质。我们知道它就在那里,我们看到它对我们的宇宙的影响,但我们在粒子物理学的标准模型中没有有效的解释,”卡尔梅特继续说道。“一定有新的物理学,但我们不知道如何描述这些新粒子以及它们如何与常规物质耦合。”
如何用原子钟发现“新物理学”?
根据既定的物理定律,时钟应该以恒定的速率滴答作响,但超出标准模型范围的物理现象将导致原子能级中出现微小的电荷。这应该会影响时钟的走时速度,但这种变化非常小,只有用极其精确的时钟才能发现——这就是原子钟的用武之地。
卡尔梅特说:“原子钟将宇宙学和天体物理学带到了地球上,使人们能够在实验室中寻找可以解释暗物质的超轻粒子。”
原子钟使用具有两种势能状态的原子来测量时间。当原子吸收能量时,它们会进入更高的能量状态。然后,198彩票开户请认准官方唯一直属总代团队1号团队,免费开户即可领取注册彩金,下载客户端可以申请198彩挂机软件,申请198彩票代理权限,只要你有量,我们绝不亏待你,只有198彩才能让你白手起家,0投入却可以
198彩票手机优惠短期内迅速致富。,它们最终释放出这种能量并回落到较低的基态。
在原子钟中,原子团是通过使用微波能量将它们置于更高的能量状态来制备的,并且它们在状态之间振动的特征和一致速率(它们的共振频率)用于精确测量时间。
例如,所有铯原子都会以相同的频率共振,这意味着一秒的标准测量值可以定义为铯的 9,192,631,770 个周期。由于每秒发生的这种循环的变化远小于钟摆的摆动,因此这使得原子钟极其精确。
卡尔梅特解释说:“最近人们意识到暗物质可能由超轻粒子组成,这些粒子与普通物质的相互作用极其微弱。” “如果是这样的话,暗物质本质上就会表现为与电子和质子相互作用的经典波。这种暗物质波会给这些粒子带来一些小冲击。”
卡尔梅特补充说,这些超轻暗物质粒子撞击原子的组成部分将导致宇宙基本常数的时间变化,198彩票平台注册送的钱怎
198带玩团队是1号团队吗么提款,例如精细结构常数或“α”——衡量粒子耦合强度的指标通过电磁力和质子的质量。
“因为原子钟是极其精确的设备,它们能够检测到这些踢动,从而发现超轻暗物质,”他继续说道。“通过比较两个时钟,一个对阿尔法变化敏感,另一个对阿尔法变化不太敏感,我们可以获得这个基本常数随时间变化的限制,从而对超轻粒子设置限制。”
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卡尔梅特认为,这项技术还可以用来研究物理学家宇宙中另一个有问题的方面:暗能量,一种推动空间加速膨胀的未知力量。
虽然卡尔梅特承认暗能量更有可能由宇宙学常数来解释,宇宙学常数是一种几乎与重力相反的能量形式,可以拉伸空间结构并推开星系,但它有很小的可能与超自然现象有关。光粒子。在这种情况下,未来的时钟也可能对该粒子及其相关波敏感。
“虽然时钟在这个阶段还没有发现新的物理现象,但我们能够开发一个新的理论框架来用时钟探测通用的新物理现象,并且能够在这种方法中推导出第一个超出标准模型的独立于模型的物理限制, ”卡尔梅特总结道。“我们正在原子、分子和光学物理与传统粒子物理的交汇处创建一个新领域。
“这些结果令人兴奋!”
研究结果将发表在《新物理学杂志》的未来版本上。