Strålebalancedesign kunne belyse oprindelsen af ​​mørk energi

Et af de største problemer i moderne fysik er at forene den enorme forskel mellem den energi, der bæres af tilfældige fluktuationer i rummets vakuum, og den mørke energi, der driver universets ekspansion.

Gennem ny forskning offentliggjort i The European Physical Journal Plus , har forskere ledet af Enrico Calloni ved University of Napoli Federico II, Italien, afsløret en prototype til et ultrapræcis strålebalanceinstrument, som de håber kunne bruges til at måle interaktionen mellem disse vakuumsvingninger og gravitationsfelter. Med nogle yderligere forbedringer kan instrumentet i sidste ende gøre det muligt for forskere at kaste nyt lys over mørk energis gådefulde oprindelse.

Inde i et vakuum dukker elektromagnetiske bølger konstant op og forsvinder gennem tilfældige udsving, så selvom rummet ikke indeholder noget stof, bærer det stadig en vis mængde energi. Gennem deres forskning sigtede Callonis team på at måle indflydelsen af ​​disse fluktuationer ved hjælp af en state-of-the-art strålebalance.

Teamets instrument, der er designet til at fungere ved temperaturer på 90K (-183°C), bærer en lille prøve af en højtemperatursuperleder i den ene ende af strålen, indledningsvis afbalanceret af modvægte i den anden ende. Gennem kvanteeffekter udløst af dets interaktion med tilfældige vakuumudsving forudsagde holdet, at denne prøve skulle undergå minimale ændringer i vægt.

Disse ændringer kunne igen detekteres ved hjælp af interferometri. Dette ville involvere at sammenligne afstandene tilbagelagt af begge dele af en delt lysstråle, når de hopper tilbage fra hver ende af strålen – skabt på grund af den nye forskel i vægt mellem superlederprøven og modvægten.

Holdets undersøgelse beskriver deres indledende test for en prototype til deres strålebalance på et laboratorium på Sardinien, som oplever ekstremt lave niveauer af seismisk støj. Baseret på deres tidlige resultater er Calloni og kolleger nu overbevist om, at når det er afsluttet, vil deres sidste eksperiment være følsomt nok til at opfange interaktionen mellem vakuumsvingninger og gravitationsfelter.

Flere oplysninger: Annalisa Allocca et al., Termisk støjbegrænset strålebalance som prototype af Archimedes vakuumvægteksperiment og B-L mørke fotonsøgning, The European Physical Journal Plus (2024). DOI:10.1140/epjp/s13360-024-04920-x

Leveret af SciencePOD