「何かを隠したいのなら、それをはっきりと見える場所に置いてください」という古い格言を知っています。さて、物理学の2人の教授による新しい提案によれば、この論理が、科学者が宇宙の物質の27％を構成すると考えられている不思議な質量を見つけるために長い間奮闘してきた理由かもしれません。
要するに、これらの2人の物理学者は、ダークマターは、作業に最速のルートを見つけることができるのと同じ方法で見つけることができると信じています。グローバルポジショニングシステムを参照することです。
ネバダ州立大学リノ校のアンドレイ・デレビアンコ氏、ビクトリア大学とカナダのペリメーター理論物理学研究所のマキシムポスペロフ氏は、今年初めに一連の有名な科学会議でこの方法を提案し、一般的な承認を得ました。 。
彼らのアイデアは、GPS衛星や他の原子時計ネットワークを使用し、時間を比較して矛盾を探すことを求めています。デレビアンコとポスペロフは、暗黒物質が原子時計に破壊的な影響を与える可能性があること、および原子時計の既存のネットワークを調べることによって、それらの特徴的なシグネチャによって暗黒物質のポケットを見つけることができるかもしれないと示唆している。
2人は、毎日の航行に原子時計を使用する30のGPS衛星からの時計データを分析することによって、この理論をテストし始めています。 GPSや既存の地上ネットワークなどの原子時計の相関ネットワークは、最初に同期されたクロックが非同期になるトポロジー的な欠陥の暗黒物質を検索する強力なツールとして使用できます。
「暗黒物質の存在についての確かな観測的証拠にもかかわらず、その性質は謎のままです」と、大学の科学部の教授であるDerevianko氏は語った。 「素粒子物理学のいくつかの研究プログラムは、暗黒物質が重い粒子のような物質で構成されていると想定しています。この仮定は当てはまらない場合があり、代替案には大きな関心が存在します。」
彼らの提案は、暗黒物質が電子の質量などの基本的な特性を乱す可能性のある宇宙の量子場の亀裂から生じ、時間の測定方法に影響を与える可能性があるという考えに基づいています。これは、暗黒物質がWIMPやアクシオンなどの素粒子で構成されているという従来の見方からの脱却を表しています。
「私たちの研究は、暗黒物質がトポロジカル欠陥またはエネルギー亀裂の大きなガスのようなコレクションとして組織化されるかもしれないという考えを追求しています」とDereviankoは言いました。 「私たちは欠陥、つまりダークマターを、敏感な原子時計のネットワークで掃引するときに検出することを提案します。アイデアは、クロックが同期しなくなった場合に、トポロジーの欠陥である暗黒物質が通り過ぎたということです。実際、私たちはGPSコンスタレーションを最大の人造暗黒物質検出器として使用することを想定しています。」
デレビアンコは、同じくネバダ大学リノ校の科学部にあるネバダ測地研究所の所長であるジェフブレヴィットとGPSデータの分析に協力しています。 Geodetic Labは、世界最大のGPSデータ処理センターを開発および維持しており、世界中の約12,000のステーションからの情報を24時間年中無休で継続的に処理できます。
物理学者でもあるブレビットは、原子時計の配列がどのようにして暗黒物質を検出できるかを説明しました。
「たとえば、銀河の周りで光を曲げるように見えるので、暗黒物質がそこにあるに違いないことを知っていますが、それが何でできているのかについての証拠はありません」と彼は言った。 「もし暗黒物質が存在しなければ、私たちが知っている通常の問題は、光をそれほど曲げるのに十分ではないでしょう。これは、銀河のどこかに大量の暗黒物質があることを科学者が知る方法の1つにすぎません。 1つの可能性は、このガスの暗黒物質が通常の物質のような粒子から作られるのではなく、時空の構造における巨視的な欠陥から作られる可能性があることです。
「地球は銀河を周回しているので、このガスを掃引します。したがって、私たちにとって、ガスは地球システムとその衛星を吹き抜ける暗黒物質の銀河風のように見えます。暗黒物質が飛んでくると、GPSシステムのクロックが約3分間にわたってテルテールパターンと同期しなくなることがあります。ダークマターが原因でクロックが10億分の1秒以上同期しなくなった場合、そのようなイベントを簡単に検出できるはずです。」
「この種の研究は科学を変革する可能性があり、私たちの宇宙についての考え方を完全に変える可能性があります」と、大学の科学部の物理学者で学部長のJeff Thompsonは述べました。アンドレイは世界クラスの物理学者であり、すでに物理学に大きな貢献をしています。彼と彼のグループの素晴らしい作品を見るのは不思議です。」
デレビアンコは、ネバダ大学リノ校で量子物理学と関連科目を教えています。彼は理論物理学で100を超える査読付き出版物を執筆しています。彼はアメリカ物理学会のフェローであり、理論物理学のサイモンズのフェローであり、フルブライトの学者でもあります。さまざまな研究トピックの中で、彼はいくつかの新しいクラスの原子時計の開発や、原子や分子との基本的な対称性の精密テストに貢献しています。
彼らの研究は今週初めに科学雑誌のオンライン版に掲載されました 自然物理学、印刷バージョンの前。
