Нейтрони допомогли вченим підтвердити закон Ньютона

Вчені простежили можливий вплив гіпотетичних ділянок темної матерії і темної енергії на висоту рівня, до якого піднімається нейтрон

Команда вчених з Австрії, Німеччини та Франції знову підтвердила закон всесвітнього тяжіння і представила нові обмеження на параметри частинок темної матерії і темної енергії, повідомляє Lenta.ru у понеділок, 21 квітня

Дослідники підтвердили справедливість закону всесвітнього тяжіння Ньютона на масштабах декількох мікрометрів, а також отримали нові обмеження на параметри імовірних кандидатів - частинок прихованого сектора - аксіону і хамелеона.

У своїх дослідженнях автори використовували гравітаційний спектрометр з ультрахолодними нейтронами. Розігнані до 2,2 тисячі метрів в секунду нейтрони з реактора гальмувалися до швидкостей в кілька метрів у секунду (перетворювалися в ультрахолодні) і поміщалися в простір між двома п'єзоелектричними пластинами. Нижня пластина відображала нейтрони, а верхня поглинала частинки, що її досягали.

У квантовому світі елементарна частинка може знаходитися строго в певних (квантованих) станах з деякою дозволеною енергією. Так як нейтрони в цілому електрично нейтральні, взаємодіяли частинки лише з полем тяжіння Землі, і енергія такої взаємодії (енергія рівня) визначається відстанню до нижньої пластини.

Вчені простежили можливий вплив гіпотетичних частинок темної матерії і темної енергії на висоту рівня, до якого піднімається нейтрон, і в межах точності експерименту не виявили такого впливу.

Експериментальна установка розташовується в Інституті Лауе-Ланжевена в Греноблі у Франції; в її роботі беруть участь російські вчені з Петербурзького інституту ядерної фізики імені Константинова.

Ультрахолодні нейтрони - електронейтральні нуклони, які рухаються зі швидкостями близько метра в секунду. Такі частинки знаходяться при температурах, близьких до абсолютного нуля, і добре відображаються стінками вакуумної установки.

Аксіон - ще не відкрита елементарна частинка, що дозволяє вирішити сильну CP-проблему у квантовій хромодинаміці. Хамелеон - гіпотетична частинка, можливий кандидат на роль частинок темної матерії з ефективною масою, залежною від щільності енергії навколишнього матерії.

Своє дослідження автори опублікували в журналі Physical Review Letters, стаття доступна на arxiv.org, коротко з її змістом можна ознайомитися на сайті Nature.

ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ: Астрофізики знайшли новий спосіб заглянути всередину Сонця