A energia escura está escondido no meio de nós na forma de partículas hipotéticas chamadas de "camaleões", Holger Müller e sua equipe na Universidade de Berkeley pretende expulsá-los. Os resultados de um experimento relatado na edição desta semana da revista Science restringe a pesquisa para camaleões mil vezes comparado aos testes anteriores, e Müller, professor assistente de física, espera que a sua próxima experiência vão quer expor camaleões ou partículas ultraleves semelhantes como o real energia escura, ou provar que eles eram uma vontade-o'-the-wisp depois de tudo.
A energia escura foi descoberto pela primeira vez em 1998, quando os cientistas observaram que o universo estava se expandindo a um ritmo cada vez maior, aparentemente empurrado para fora por uma pressão invisível que permeia todo o espaço e tornando-se cerca de 68 por cento da energia no cosmos. Vários cientistas da UC Berkeley eram membros das duas equipes que fizeram essa descoberta ganhador do Prêmio Nobel, e Saul Perlmutter físico dividiu o prêmio.
Desde então, os teóricos propuseram várias teorias para explicar a energia ainda misterioso. Pode ser simplesmente entremeados no tecido do universo, uma constante cosmológica que Albert Einstein propôs nas equações da relatividade geral e, em seguida, desmentiu. Ou poderia ser quintessência, representado por qualquer número de partículas hipotéticas, incluindo descendentes dobóson de Higgs.
Em 2004, teórico e co-autor Justin Khoury, da Universidade da Pensilvânia proposto uma possível razão por que as partículas de energia escura não foram detectados: eles estão escondendo de nós.
A câmara de vácuo do interferômetro átomo contém uma esfera de alumínio diâmetro de uma polegada é mostrado abaixo. Se existir camaleões, átomos de césio cairia para a esfera com uma aceleração ligeiramente maior do que sua atração gravitacional poderia prever. (Holger Muller foto) Se existir camaleões, eles teriam um efeito muito pequeno sobre a atração gravitacional entre átomos de césio e uma esfera de alumínio.
Especificamente, Khoury proposto que as partículas de energia escura, que ele apelidou de camaleões, variam em massa em função da densidade da matéria circundante.
No vazio do espaço, camaleões teria uma massa pequena e exercer força em longas distâncias, capaz de empurrar espaço distante.Em um laboratório, no entanto, com a matéria ao redor, eles teriam uma grande massa e extremamente pequeno alcance. Em física, uma massa baixa implica uma força de longo alcance, enquanto uma massa de alta implica uma força de curto alcance.
Esta seria uma maneira de explicar por que a energia que domina o universo é difícil de detectar em um laboratório.
"O campo camaleão é luz no espaço vazio, mas assim que ele entra em um objeto torna-se muito pesados e por isso os casais apenas para a camada mais externa de um grande objeto, e não para as partes internas", disse Müller, que também é uma faculdade cientista do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley. "Seria puxar apenas no nanômetros mais externa."
Quando UC Berkeley pós-doutoramento bolseiro Paul Hamilton ler um artigo pelo teórico Clare Burrage agosto passado delineando uma maneira de detectar tal partícula, ele suspeitava que o interferômetro átomo ele e Müller havia construído na Universidade de Berkeley seria capaz de detectar os camaleões se existissem . Müller e sua equipe construíram alguns dos detectores mais sensíveis das forças de qualquer lugar, usando-os para procurar anomalias gravitacionais ligeiras que indicam um problema com a Teoria Geral da Relatividade de Einstein. Enquanto a mais sensível delas são fisicamente muito grande para sentir a força camaleão de curto alcance, a equipe imediatamente percebeu que um dos seus interferômetros átomo menos sensíveis seria o ideal.
Burrage sugerido medir a atracção provocada pelo campo Chameleon entre um átomo e uma massa maior, em vez de a atracção entre duas grandes massas, o que iria suprimir o campo Chameleon ao ponto de ser indetectável.
Isso é o que Hamilton, Müller e sua equipe fizeram. Eles caíram átomos de césio acima de uma esfera de alumínio polegadas de diâmetro e utilizado lasers sensíveis para medir as forças nos átomos como estavam em queda livre por cerca de 10 a 20 milissegundos. Eles detectaram nenhuma outra do que a gravidade da Terra, o que exclui as forças induzidas por camaleão de um milhão de vezes mais fraca do que a gravidade vigor. Isto elimina uma grande gama de possíveis energias para a partícula.
As experiências no CERN, em Genebra, e do Fermi National Accelerator Laboratory, em Illinois, assim como outros testes utilizando interferômetros de nêutrons, também estão à procura de evidências de camaleões, até agora sem sorte. Müller e sua equipe estão actualmente a melhorar a sua experiência para descartar todas as outras energias possível de partículas ou, na melhor das hipóteses, descobrir evidências de que os camaleões realmente existem.
Novas partículas associadas com a energia escura, tipicamente implicam uma quinta força para além das forças forte, fraca e eletromagnética gravitacionais conhecidos no universo. A fim de não entrar em conflito com limites conhecidos sobre tais forças quinto, uma nova força hipotética teria de ser camuflada ou "selecionados" por a questão em torno dele - daí o campo do nome do camaleão.
"Holger descartou a possibilidade de os camaleões que interagem com a matéria normal mais fortemente do que a gravidade, mas ele agora está empurrando sua experiência em áreas onde camaleões interagem na mesma escala como a gravidade, onde eles são mais propensos a existir", disse Khoury.
Os experimentos também pode ajudar a estreitar a busca por outros campos hipotéticos selecionados escuras de energia, como symmetrons e formas de gravidade modificada, como a chamada f gravidade (R).
"Na pior das hipóteses, vamos saber mais do que a energia escura não é. Esperemos, que nos dá uma melhor idéia do que poderia ser ", disse Müller. "Um dia, alguém vai ter sorte e encontrá-lo."
O trabalho foi financiado pelo David e Lucile Packard Foundation, a Fundação Nacional de Ciência eo Aeronautics and Space Administration Nacional. Co-autoria com Müller, Hamilton e Khoury são UC Berkeley estudantes de graduação de física Matt Jaffe e Quinn Simmons e pós-doutorado Philipp Haslinger.
O Galaxy diário via UC Berkeley
Imagem de crédito Início da página: NASA / JPL-Caltec
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