Nova técnica para detetar matéria negra através de relógios atómicos e lasers
Uma equipa de investigadores internacionais desenvolveu uma abordagem inovadora para desvendar os segredos da matéria negra no cosmos.
A estudante de doutoramento da Universidade de Queensland, Ashlee Caddell, co-liderou um estudo publicado na revista Physical Review Letters, que procurou a matéria negra utilizando relógios atómicos e lasers estabilizados por cavidades.
Apesar de muitas teorias e experiências, os cientistas ainda não encontraram a matéria negra, que consideramos ser a “cola” da galáxia que mantém tudo unido”, afirmou Caddell.
“O nosso estudo utilizou uma abordagem diferente – analisando os dados de uma rede de lasers ultra-estáveis ligados por cabos de fibra ótica, bem como de dois relógios atómicos a bordo de satélites GPS”, explica.
“Neste caso, a matéria negra atua como uma onda, porque a sua massa é muito baixa”, revela.
“Utilizamos os relógios separados para tentar medir as alterações na onda, que se assemelham a relógios com tempos diferentes ou com ritmos diferentes, e este efeito torna-se mais forte se os relógios estiverem mais afastados”, adianta.
Os investigadores conseguiram procurar formas de matéria negra que eram invisíveis em pesquisas anteriores porque não emitem luz ou energia.
“Comparando medições de precisão a grandes distâncias, identificámos os efeitos subtis de campos oscilantes de matéria negra que, de outro modo, se anulariam nas configurações convencionais”, sublinha Caddell.
“De forma empolgante, conseguimos procurar sinais de modelos de matéria negra que interagem universalmente com todos os átomos, algo que tem escapado às experiências tradicionais”, acrescenta.
O físico da UQ e coautor do estudo, Benjamin Roberts, diz que o estudo aproxima os investigadores da compreensão de um dos componentes mais esquivos e fundamentais do Universo.
“Os cientistas poderão agora investigar uma gama mais alargada de cenários de matéria escura e talvez responder a algumas questões fundamentais sobre o tecido do Universo”, afirma Roberts.
“Este trabalho também realça o poder da colaboração internacional e da tecnologia de ponta, utilizando os relógios atómicos de última geração do PTB e a experiência da UQ na combinação de medições de precisão e física fundamental”, conclui.