Безуспешното търсене на тайнствените частици, отговорни за съществуването на тъмната материя и още по-тъмната енергия, досега не се е увенчавало дори с изгледи за успех. Но през изминалата седмица кръгът около тях рязко се стеснил. За това иде реч в две статии, публикувани в сп. Science.
Тъмната енергия за първи път е била „открита" през 1998 година, когато учените разбрали, че Вселената не просто се разширява, а се разширява с ускорение.
Това означава, че нещо невидимо и по-мощно от гравитацията изтласква рамките на пространство-времето. Оттогава физиците са издигали не една теория, обясняваща природата на тъмната енергия.
Но тази субстанция, както и тъмната материя, никой не е наблюдавал пряко. През 2004 година теоретикът и съавтор на новото изследване – Джъстин Хури (Justin Khoury) от Пенсилванския университет – изказал една от възможните причини, поради която частиците тъмна енергия не са открити досега: те се крият от нас.
По-конкретно учените решили, че тези частици, които те нарекли хамелеони, се отличават по маса, която зависи от плътността на околното вещество.
Така, в пустотата на Космоса, хамелеонът има неголяма маса, но въздейства на голямо разстояние, което позволява на пространството да се разширява.
В лабораторни условия частиците хамелеони, заобиколени от всички страни с материя, ще имат голяма маса, но ще разпространяват своите сили на изключително малко разстояние от себе си. Това би обяснило защо частиците тъмна енергия толкова трудно могат да се „уловят" в лаборатория.
„Хипотетичното хамелеоново поле е по-слабо в празно пространство, но щом се окаже вътре в обект, притежаващ маса, то става много силно и започва да взаимодейства само с външния слой на голям обект, но не и с вътрешните му части. Привличащо въздействие ще се оказва само на външната обвивка с дебелина нанометър", пояснява водещият автор на изследването Холгер Мюлер (Holger Müller) от Калифорнийския университет в Бъркли.
За откриването на частиците хамелеони Мюлер и колегите му приспособили построен по-рано атомен интерферометър. Този уред представлява един от най-чувствителните детектори на сили от съществуващите днес, той е използван за установяване на гравитационни аномалии, които биха могли да посочат проблеми с общата теория на относителността на Айнщайн.
Други устройства от подобен род са прекалено големи, за да почувстват действащите на неголямо разстояние хамелеонови сили (макар че те притежават голяма чувствителност), а уредът на Мюлер подхождал за тази цел от раз.
Учените предложили да се измери силата, предизвикана от хамелеоновите полета между атомите и обект с по-голяма маса. Изследването на два обекта с голяма маса не би дало резултат.
В хода на експеримента физиците „хвърляли" цезиеви атоми върху алуминиева сфера с диаметър един дюйм (2,5 сантиметра) и използвали високочувствителни лазери за измерване на силите, действащи върху атомите при свободното им падане, което отнело около 10-20 милисекунди.
Не била открита никаква сила освен земната гравитация. Това най-малкото означава, според учените, че силата, индуцирана от хамелеоновите полета, не може да е по-мощна, отколкото милион пъти по-малко от гравитацията на нашата планета. А това значи, че диапазонът на възможни нива на енергия на частиците тъмна енергия съществено се стеснява.
Да добавим, че експериментите в ЦЕРН в Женева и в Националната ускорителна лаборатория „Енрико Ферми" в Илинойс, както и на други групи учени, използващи неутронни интерферометри, търсят доказателства за съществуването на хамелеони, но все още не са открили нищо заслужаващо вниманието на научната общественост.
Мюлер и екипът му сега работят над оптимизацията на своя експеримент. Тяхната цел е по метода на изключване да изчислят нивото на енергия на хамелеоните и да се опитат да ги открият пряко.
В момента сме изключили възможността, че хамелеоните взаимодействат с обичайната материя по-силно от гравитацията. Но планираме да мащабираме нашия експеримент до такава степен, че тези частици да започнат да взаимодействат с материята по същия начин, както силата на тежестта", разказва д-р Хури.
Според учените в най-лошия случай те ще успеят да докажат, че тъмната енергия всъщност не съществува. Но и това ще бъде голям пробив в областта на физиката и космологията.
