Aunque la mayor parte del universo está compuesto de materia oscura, se sabe muy poco al respecto. Los físicos han utilizado un experimento de alta precisión para buscar la interacción entre la materia oscura y la materia normal.
El universo se compone principalmente de una sustancia novedosa y una forma de energía que aún no se entiende. Esta 'materia oscura' y 'energía oscura' no son directamente visibles a simple vista o a través de telescopios. Los astrónomos solo pueden proporcionar pruebas de su existenciaindirectamente, según la forma de las galaxias y la dinámica del universo, la materia oscura interactúa con la materia normal a través de la fuerza gravitacional, que también determina las estructuras cósmicas de la materia normal y visible.
Todavía no se sabe si la materia oscura también interactúa consigo misma o con la materia normal a través de las otras tres fuerzas fundamentales: la fuerza electromagnética, la fuerza nuclear débil y fuerte, o alguna fuerza adicional. Incluso los experimentos muy sofisticados lo tienenno se ha podido detectar ninguna interacción de este tipo. Esto significa que si existe, debe ser muy débil.
Para arrojar más luz sobre este tema, los científicos de todo el mundo están llevando a cabo varios experimentos nuevos en los que la acción de las fuerzas fundamentales no gravitacionales tiene lugar con la menor interferencia externa posible y la acción se mide con precisión.Cualquier desviación de los efectos esperados puede indicar la influencia de la materia oscura o la energía oscura. Algunos de estos experimentos se llevan a cabo utilizando enormes máquinas de investigación como las que se encuentran en el CERN, la Organización Europea para la Investigación Nuclear en Ginebra. Pero los experimentos a escala de laboratorio, por ejemplo, en Düsseldorf, también son factibles, si están diseñados para la máxima precisión.
El equipo que trabaja bajo la guía del Prof. Stephan Schiller del Instituto de Física Experimental de HHU ha presentado los resultados de un experimento de precisión para medir la fuerza eléctrica entre el protón "p" y el deuterón "d" enel periódico Naturaleza . El protón es el núcleo del átomo de hidrógeno H, el deuterón más pesado es el núcleo del deuterio D y está formado por un protón y un neutrón unidos.
Los físicos de Düsseldorf estudian un objeto inusual, HD +, el ion de la molécula de hidrógeno parcialmente deuterada. Uno de los dos electrones normalmente contenidos en la capa de electrones falta en este ion. Por lo tanto, HD + consiste en un protón y un deuterón unidos porsolo un electrón, que compensa la fuerza eléctrica repulsiva entre ellos.
Esto da como resultado una distancia particular entre el protón y el deuterón, denominada "longitud de enlace". Para determinar esta distancia, los físicos de HHU han medido la velocidad de rotación de la molécula con precisión de once dígitos utilizando una técnica de espectroscopiase desarrollaron recientemente. Los investigadores utilizaron conceptos que también son relevantes en el campo de la tecnología cuántica, como las trampas de partículas y el enfriamiento por láser.
Es extremadamente complicado derivar la longitud del enlace a partir de los resultados de la espectroscopia y, por lo tanto, deducir la fuerza de la fuerza ejercida entre el protón y el deuterón. Esto se debe a que esta fuerza tiene propiedades cuánticas. La teoría de la electrodinámica cuántica QEDla propuesta en la década de 1940 debe usarse aquí. Un miembro del equipo de autores pasó dos décadas para avanzar en los cálculos complejos y recientemente pudo predecir la longitud del enlace con suficiente precisión.
Esta predicción corresponde al resultado de la medición. Del acuerdo se puede deducir la fuerza máxima de una modificación de la fuerza entre un protón y un deuterón causada por la materia oscura. El profesor Schiller comenta: "Mi equipo ahora ha empujado hacia abajo esta parte superiorlímite más de 20 veces. Hemos demostrado que la materia oscura interactúa mucho menos con la materia normal de lo que se consideraba posible anteriormente. ¡Esta misteriosa forma de materia sigue siendo encubierta, al menos en el laboratorio! "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Heinrich-Heine Duesseldorf . Original escrito por Arne Claussen y el equipo editorial. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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