Materia întunecată este un element omniprezent în univers, dar, până acum, niciun experiment nu a reușit să o detecteze direct. Aceasta joacă un rol esențial în formarea galaxiilor și influențează structura universului.
O echipă de cercetători germani intenționează să folosească precizia extremă a unui viitor ceas nuclear pentru a explora influența materiei întunecate. Ideea se bazează pe utilizarea izotopului Thorium-229, care ar putea oferi noi perspective în cercetările fundamentale.
Ceasurile atomice actuale, cele mai precise instrumente de măsurare a timpului, sunt limitate de sensibilitatea electronilor la perturbații externe. În schimb, ceasurile nucleare se bazează pe tranzițiile de energie din nucleul atomic, mult mai stabile și mai puțin influențabile de factorii externi.
Thorium-229 are o proprietate distinctă: una dintre tranzițiile sale nucleare este accesibilă măsurătorilor optice, deschizând posibilitatea de a crea un ceas cu o precizie teoretică nemaiîntâlnită.
Un astfel de ceas ar depăși performanțele celor atomice, permițând măsurarea variațiilor infinitesimale în timp și spațiu, facilitând astfel explorarea unor fenomene fizice necunoscute. Metoda propusă urmărește să detecteze materia întunecată prin efectele ei subtile asupra materiei obișnuite.
Conform echipei conduse de profesorul Gilad Perez de la Institutul de Științe Weizmann, oscilațiile materiei întunecate ar putea afecta masa nucleelor atomice și, implicit, frecvența unui ceas nuclear. În absența materiei întunecate, proprietățile nucleelor ar rămâne constante.
Totuși, dacă materia întunecată se comportă ca un mediu de propagare a undelor, ar putea cauza variații minuscule în spectrul de absorbție al Thorium-229, discernibile doar de un ceas extrem de precis.
Calculele teoretice sugerează posibilitatea de a detecta influențele materiei întunecate, chiar dacă acestea sunt de 100 de milioane de ori mai slabe decât gravitația.
Construcția unui astfel de ceas implică provocări tehnice semnificative, având în vedere că Thorium-229 este rar, radioactiv și costisitor.
Manipularea necesităților minime de material prezintă dificultăți, iar cercetătorii lucrează la îmbunătățirea tehnologiilor pentru a scădea cantitatea necesară, făcând proiectul mai realizabil.
Deși ceasul nuclear încă nu este funcțional, cercetătorii continuă simulările și perfecționează modelele teoretice pentru a fi pregătiți să măsoare variațiile minuscule odată ce va fi posibil.
Succesul acestor cercetări ar putea transforma semnificativ studiul fizicii timpului și ar putea oferi o direcție nouă în investigarea materiei întunecate, aducând contribuții semnificative la descifrarea unui mare mister al universului.
