Reka bentuk imbangan pancaran boleh menjelaskan asal-usul tenaga gelap

Reka bentuk imbangan pancaran boleh menjelaskan asal-usul tenaga gelap
Skim prototaip imbangan termasuk pembacaan optik dan sampel terampai aluminium (berwarna biru) dan pemberat loyang (berwarna oren). Kredit: Jurnal Fizikal Eropah Plus (2024). DOI: 10.1140/epjp/s13360-024-04920-x

Salah satu masalah terbesar dalam fizik moden adalah untuk mendamaikan perbezaan besar antara tenaga yang dibawa oleh turun naik rawak dalam vakum ruang, dan tenaga gelap memacu pengembangan alam semesta.

Melalui penyelidikan baharu yang diterbitkan dalam Jurnal Fizikal Eropah Plus, penyelidik yang diketuai oleh Enrico Calloni di Universiti Naples Federico II, Itali, telah melancarkan prototaip untuk instrumen imbangan rasuk ultra-tepat, yang mereka harap boleh digunakan untuk mengukur interaksi antara turun naik vakum dan medan graviti ini. Dengan beberapa penambahbaikan selanjutnya, instrumen itu akhirnya membolehkan para penyelidik memberi penerangan baharu tentang asal-usul tenaga gelap yang penuh teka-teki.

Di dalam vakum, gelombang elektromagnet sentiasa muncul dan hilang melalui turun naik rawak, supaya walaupun ruang itu tidak mengandungi sebarang jirim, ia masih membawa sejumlah tenaga. Melalui penyelidikan mereka, pasukan Calloni menyasarkan untuk mengukur pengaruh turun naik ini menggunakan neraca pancaran terkini.

Direka bentuk untuk beroperasi pada suhu 90K (-183°C), instrumen pasukan membawa sampel kecil superkonduktor suhu tinggi pada satu hujung rasuk, yang pada mulanya diimbangi oleh pengimbang di hujung yang lain. Melalui kesan kuantum yang dicetuskan oleh interaksinya dengan turun naik vakum rawak, pasukan meramalkan bahawa sampel ini akan mengalami perubahan kecil dalam berat.

Perubahan ini seterusnya boleh dikesan menggunakan interferometri. Ini melibatkan membandingkan jarak yang dilalui oleh kedua-dua bahagian rasuk cahaya terbelah semasa ia melantun semula dari setiap hujung rasuk—yang dicipta disebabkan perbezaan berat baharu antara sampel superkonduktor dan pemberat balas.

Kajian pasukan memperincikan ujian awal mereka untuk prototaip untuk keseimbangan pancaran mereka di makmal di Sardinia, yang mengalami tahap hingar seismik yang sangat rendah. Berdasarkan keputusan awal mereka, Calloni dan rakan sekerja kini yakin bahawa apabila selesai, percubaan terakhir mereka akan cukup sensitif untuk melihat interaksi antara turun naik vakum dan medan graviti.