Karanlık madde ve atomik saat ilişkisi için yeni bir teori ortaya atıldı. Evrendeki tüm maddelerin yüzde 80'ini barındırdığı düşünülen ve büyük oranda soyut ve görünmez olduğuna inanılan karanlık madde, tüm dünyadan araştırmacıların izini sürdüğü, bilimin aydınlanmayı bekleyen konuları arasında yer alıyor.
Karanlık Madde ve Atomik Saat İlişkisi İçin Yeni Teori
Karanlık maddenin varlığı yıldızların ve galaksilerin üzerinde uyguladığı çekim kuvvetiyle anlaşılıyor. Ancak karanlık maddenin neyden oluştuğu gizem olarak kalmaya devam ediyor. Karanlık maddenin gizemini çözeceğine inanılan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı veya LUX deneyi (soğuk Ksenon sıvısı) gibi projelerden olumlu sonuç alınamadı.
Bilim adamları insanlığın bildiği hiçbir parçacığın karanlık maddeyi açıklamaya yeterli olmadığına uzun süre önce karar verdi. Geriye kalan ihtimallerden ilki karanlık maddenin yeni bir tür parçacıktan oluştuğu yönünde. Diğer ihtimal ise hiçbir parçacıktan oluşmadığı ancak uzayın geneline yayılan bir yer çekim alanı olduğuna işaret ediyor.
Önceki araştırmalar eğer karanlık madde bir alan ise, içine çekilen yapıların topolojik bozulmalara uğrayarak sivri uçlu, yay ya da levha şeklinde görülmesi ve karanlık maddenin potansiyel olarak bir gezegen boyutuna ulaşması gerektiğini ortaya koydular. Bu yapıların ilk kez Big Bang'den sonraki kaos ortamında oluştuğu ve evren soğuduktan sonra stabil hallerini aldıkları düşünülüyor.
Atomik Saatlere Bakarak Karanlık Maddeyi Araştırmak
Bilim adamları şimdi gözlerini tüm zamanların en hatasız bilimsel enstrümanı atomik saatlere çevirdi. Tıpkı duvar saatlerinin sarkacın sallanma hareketini izlemesi gibi, bu araçlar zamanı atomların titreşimini izleyerek tutuyor. Atomik saatler o kadar tutarlı ki 15 milyar yılda 1 saniye bile şaşmıyor. Evrenin yaşı olan 13,8 milyar yıl ile kıyaslandığında önemi iyice anlaşılıyor.
Topolojik bir bozulmayla etkileşime giren atomik saatin atomlarının geçici bir süre için daha hızlı ya da yavaş şekilde titreşeceği bulundu. Buradan yola çıkarak, birbirine senkronize bir atomik saat ağı kurarak karanlık maddenin varlığını sinyal veren bir araç oluşturma fikri ortaya atıldı. Bu saatlerin birbirinden yeterince uzak şekilde yerleştirilmesi, bu hayalet yapıların varlığını ve de hız ile boyutu gibi özelliklerini tespit etmeyi sağlayacak.
Bu fikir üzerine araştırma yapan bilim adamları optik atomik saatlerden yardım almaya başladı. Optik atomik saatler atomların hareketlerini lazer ışınları ile ölçüyor. Bunu yapmak içinse atomların ısılarını sıfıra yakın bir dereceye getirerek hareketlerinin yavaşlamasını sağlıyorlar. Bilim adamları karanlık maddedeki bu görünmez yapılardan geçen atomların ince yapı sabiti'ni yükseltip alçaltabileceğini hesapladı. Söz konusu ince yapı sabiti elektromanyetik gücün genel kuvveti olarak belirtiliyor.
Optik Atomik Saatler Karanlık Maddenin Gözlemini Zorlaştırıyor
Elektromanyetik gücün değişmesi atomların hareketini etkileyeceğinden bu da atomik saatin hızının değişeceği anlamına geliyor. Karanlık madde için bir diğer potansiyel açıklama, uzayda görülen etkilerin zamanla kuvveti değişen alanlardan kaynaklandığı yönündedir. Bu da elektromanyetik alanın kuvvetindeki olağan dalgalanmaları akla getirir.
Araştırmacılar şu anda Colorado, Fransa, Polonya ve Japonya'da yer alan üç farklı kıtadaki atomik saatler ile ince yapı sabiti'ndeki küçük değişimleri önceki testlerden 100 kat hassas şekilde inceliyor. Bir süredir devam eden araştırmalarda henüz karanlık madde ile ilgili herhangi bir sinyale rastlanmadı. Optik atomik saatlerle ilgili büyük sorunlardan biri durmadan sadece bir gün çalışabiliyor olmaları.
Optik atomik saatlerin çalışması için içerisindeki lazerlerin birbirleriyle senkronize kalması gerek. Ancak zaman içinde lazerlerden en az biri bu senkronu kaybediyor. Bilim adamları önümüzdeki iki yıl içinde atom saatlerinin sayısını iki katına çıkaracak. Bunun sonucu olarak gözlem süresi ve hassasiyeti 10 kat ya da daha yukarısına ulaşacak.
