Neutronii care ajung in campul gravitational al Pamantului contribuie la elucidarea a doua dintre cele mai importante mistere ale Universului, materia intunecata si energia intunecata, conform unui nou studiu, informeaza SPACE.com.
Materia intunecata este o substanta invizibila, cunoscuta doar prin efectele sale, despre care se crede ca reprezinta aproximativ 5/6 din toata materia din Univers. Forta gravitationala pe care o exercita aceasta materie ar avea rolul de a mentine stelele pe orbitele lor galactice. In cazul in care aceasta substanta nu ar exista, stelele ar trebui sa fie catapultate in afara galaxiilor, tinand cont de viteza cu care se invart acestea din urma.
De cealalta parte, energia intunecata este o misterioasa forta despre care cercetatorii cred ca este raspunzatoare de expansiunea accelerata a Universului. Fizicienii sustin ca aceasta energie ar putea reprezenta pana la 70% din masa-energia Universului.
Luata la un loc, materia ordinara, cunoscuta de stiinta reprezinta doar aproximativ 5% din masa-energia Universului. Deocamdata nu se stie sigur ce reprezinta materia intunecata si energia intunecata, dar fizicienii au enuntat mai multe ipoteze cu privire la natura acestora.
Un candidat pentru materia intunecata este particula denumita axion. Fizicienii au propus initial existenta axionilor ca raspuns pentru rezolvarea unei probleme privind forta nucleara puternica, care leaga protonii de neutroni in nucleul atomilor.
O potentiala explicatie pentru energia intunecata implica teoriile chintesentei, denumite dupa conceptul aristotelic de „chintesenta” — un al cincilea element fata de cele patru clasice: aer, foc, pamant si apa. Aceste teorii sugereaza ca exista un camp de forta necunoscut care interactioneaza cu materia si umple ceea ce pare a fi spatiu gol. Printre cei mai importanti candidati pentru a indeplini rolul acestei chintesente se numara asa-numitele „campuri cameleon” care isi pierd din forta in apropierea unor obiecte relativ dense, asa cum sunt stelele si planetele, dar sunt puternice in regiuni ale Universului unde nu exista materie, aceasta fiind probabil si explicatia pentru care nu au fost inca descoperite de stiinta.
Daca in Univers exista tipuri de particule sau de forte necunoscute inca de stiinta, cercetatorii ar trebui sa le poata observa oriunde, chiar si pe Pamant. Studiul neutronilor ofera instrumentul perfect pentru acest tip de cercetare. Cum neutronii nu au sarcina electrica, ei sunt in general influentati doar de gravitatie si, posibil, si de alte eventuale particule si forte deocamdata necunoscute de stiinta.
Oamenii de stiinta au dezvoltat un instrument extraordinar de sensibil pentru a putea urmari miscarea neutronilor in campul gravitational terestru. Aceasta metoda foloseste neutroni raciti pana la—253 de grade Celsius, obtinuti de catre Institutul Laue-Langevin din Grenoble, Franta.
Neutronii se deplaseaza cu viteze mai mici de 28,8 km/h in vidul dintre doua placi orizontale fabricate din sticla foarte bine slefuita, care reflecta aceste particule. Cercetatorii fac sa vibreze aceste „oglinzi” de 280 de ori pe secunda, incarcand neutronii cu niveluri specifice de energie.
Apoi, un detector de neutroni analizeaza energia acestora, pe masura ce ies dintre cele doua placi. Oamenii de stiinta cunosc care este nivelul energetic al neutronilor sub influenta campului gravitational terestru. Daca ei observa orice diferenta in ceea ce priveste nivelul energetic al neutronilor, aceasta poate fi rezultatul interactiunii dintre materia intunecata si/sau energia intunecata si respectivii neutroni.
„Este ca si cand am urmari o minge care cade si sare, cu ajutorul unei noi tehnici cuantice, in cautarea efectelor pe care energia sau materia intunecata le-ar imprima asupra acestei mingii”, a sustinut unul dintre autorii acestui studiu, Hartmut Abele, fizician la Universitatea Tehnologica din Viena.
Cercetatorii au masurat efectele gravitatiei asupra neutronilor cu o acuratete de 100.000 de ori mai mare decat in experimentele anterioare si nu au identificat nicio deviere de la binecunoscuta lege a gravitatiei a lui Newton.
In continuare, oamenii de stiinta trebuie sa gaseasca o modalitate de a mari semnificativ nivelul de sensibilitate al acestor experimente pentru a putea confirma sau infirma definitiv existenta acestor „campuri cameleon”. Conform lui Hartmut Abele, cercetatorii trebuie sa creasca sensibilitatea dispozitivului de analiza cu cateva ordine de magnitudine si apoi trebuie sa repete experimentul.
Rezultatele acestui studiu sunt prezentate pe larg in ultimul numar al revistei Physical Review Letters.
Sursa: Agerpres
– Servicii de creare site web
