科學家利用原子鐘探索宇宙中的謎團，尋找暗物質

科學家們正在使用原子中 來探索宇宙中一些最大的謎團 包括暗物質的本質 在實驗室中進行研究 在這個過程中 他們說 他們正在將宇宙學和天體物理學帶到地球 這個項目是英國蘇塞克斯大學 和國家物理實驗室之間的合作 利用這些非常精確的鐘錶的滴答聲 來尋找迄今為止未知的超輕粒子 這些粒子可能與暗物質有關 暗物質是一種神祕的非發光物質 佔據了宇宙中物質的絕大部分 但對我們來說幾乎是不可見的 因為它不與光 或更準確地說 電磁輻射相互作用 科學家們認為 大多數星系都被暗物質的雲層包圍著 但它的存在 只能通過它對引力的影響來推斷 我們所知道的宇宙 是由物理定律所支配的 所以 引力是由廣義相對論所支配的 而粒子物理 是由粒子物理標準模型所支配的 該項目的負責人 蘇塞克斯大學物理學教授 Zavier Kelmet告訴SPACE.com 我們稱 這些定律之外的偏差為物理崩潰 基本上 這是超出我們目前對宇宙理解的新物理 原子中是一種利用原子或分子的振動頻率 來測量時間的儀器 它們是目前已知的最精確的時鐘 可以精確到秒的十一分之一 NPL擁有世界上最精確的原子鐘之一 稱為NPL-CSFR 它可以在一億年內只失去一秒 我們使用原子鐘來測量時間 因為它們是非常穩定的 Kelmet說 但是 如果存在一些新的物理現象 比如暗物質或暗能量 它們可能會影響原子能級 從而改變原子鐘的頻率 Kelmet和他的團隊認為 這些新物理現象 可能與一種未知的超輕粒子有關 它們可以與普通物質相互作用 但非常微弱 我們假設 這些粒子是暗物質或暗能量的候選者之一 他說 我們不知道它們的質量或偶合強度 但我們可以用原子鐘來探測它們 它們的想法是 如果這些粒子存在於我們周圍 它們會在空間中形成一個場 類似於電磁場或引力場 這個場會隨著時間而變化 從而影響原子能級 如果我們有兩個不同類型的原子鐘 比如色鐘和液鐘 它們對這個場的敏感度可能不同 Kelmet解釋說 所以 如果我們比較兩個時鐘的頻率差異 我們可能會發現一些週期性的變化 這就是新物理現象的指示 為了測試這個想法 Kelmet和他的團隊正在使用NPL提供的兩種不同類型的原子鐘 色鐘和液鐘 它們已經收集了兩年多的數據 並正在分析結果 我們還沒有發現任何異常信號 但我們已經得到了一些有趣的限制 他說 我們可以排除一些參數空間 也就是說 我們可以確定某些質量和偶合強度範圍內 不存在這樣的例子 Kelmet說 他們計劃繼續收集更多數據 並與其他國家和機構合作 以提高靈敏度和覆蓋範圍 我們希望能夠發現一些新物理現象 或者至少給出一些更嚴格的限制 他說 這將是一個重大突破 因為它將揭示暗物質和暗能量的本質