Un professeur qui étudie la Terre et un autre qui étudie l'espace se sont réunis dans le but de détecter et de définir la matière noire. Ils sont un pas de plus. En utilisant 16 ans de données d'archives de satellites GPS en orbite autour de la terre, l'Université du Nevada, L'équipe de Réno, Andrei Derevianko et Geoff Blewitt au Collège des sciences, recherché des amas de matière noire en forme de parois ou de bulles et qui s'étendraient bien au-delà des orbites GPS, le système solaire et au-delà.

Un article scientifique des travaux de l'équipe vient d'être publié dans la revue Communication Nature et juste à temps pour le jour de la matière noire, 31 octobre. La matière noire représente 85 % de toute la matière de l'univers. Bien qu'il existe de nombreuses preuves astrophysiques de la matière noire, sa nature reste un grand mystère. De nombreuses formes de la matière noire ont été émises, le leur est que cette forme de matière noire, provenant des champs quantiques ultralégers, formeraient des objets macroscopiques.

"Nous sommes encore plus près de découvrir comment détecter la matière noire, et finalement de définir plus précisément de quoi il s'agit, de quel type de particule il s'agit", a déclaré Derevianko. "En exploitant ces données d'archives, nous n'avons trouvé aucune preuve de parois de domaine de matière noire ultralégère à notre niveau de sensibilité actuel. Cependant, cette recherche exclut une vaste région de possibilités pour ce type de modèles de matière noire."

L'équipe s'est concentrée sur les champs ultralégers qui pourraient provoquer des variations dans les constantes fondamentales de la nature, telles que les masses d'électrons et de quarks et les charges électriques. Les variations pourraient entraîner des changements dans les niveaux d'énergie atomique, qui peut être mesurable en surveillant les fréquences atomiques. C'est là qu'interviennent les satellites GPS. La navigation du système de positionnement global repose sur des signaux de synchronisation de précision fournis par des horloges atomiques.

"Geoff a utilisé les horloges atomiques des satellites GPS dans son travail géodésique - mesurant le soulèvement des plaques tectoniques, la forme de la terre, tremblements de terre, niveau mondial de la mer, est donc familier avec la précision du système, " a déclaré Derevianko. " J'ai travaillé sur la conception d'horloges atomiques plus précises. Nous avons réalisé que le système GPS pouvait être utilisé pour détecter l'écoute de la matière noire qui nous traversait.

"Au lieu de dépenser des milliards de dollars pour éliminer certains modèles de matière noire plausibles, nous avons réutilisé ces outils communs (horloges atomiques GPS) que nous utilisons tous les jours pour faire de la base, science fondamentale pour chercher les réponses à ce grand mystère - pour concevoir notre propre détecteur de matière noire de la taille d'une planète."

Vitesse à travers la galaxie

La Terre traverse le halo de matière noire de la Voie lactée à 300 kilomètres par seconde, soit un millième de la vitesse de la lumière. Et on estime que les amas de matière noire mettent 3 minutes pour traverser la constellation GPS.

"C'est comme un mur se déplaçant à travers un réseau d'horloges provoquant une vague de pépins d'horloge atomique se propageant à travers le système GPS à des vitesses galactiques, " Derevianko, professeur de physique quantique, mentionné. "L'idée est que lorsque la touffe se chevauche avec nous, il tire sur les masses de particules et les forces agissant entre les particules. Remarquez que cette attraction est vraiment faible, sinon nous l'aurions remarqué. Cependant, les appareils ultra-sensibles comme les horloges atomiques pourraient être sensibles à de telles tractions. »

Ils ont recherché les modèles prédits de problèmes d'horloge, comme la terre, et les satellites, traversé le halo de matière noire de la galaxie. Les données provenaient des 32 satellites du 31, Réseau GPS de 1 000 miles de large et équipement GPS au sol, toutes les 30 secondes pendant 16 ans. L'équipe a utilisé des données provenant de sources du monde entier et en particulier du Jet Propulsion Laboratory.

"Ce que nous recherchions, c'était des amas de matière noire en forme de murs, en utilisant un modèle qui - s'il existe - aurait des collisions qui se manifestent par des irrégularités dans les signaux d'horloge atomique, " Benjamin Roberts, associé post-doctoral et auteur principal de l'article Nature, mentionné. "Bien qu'il n'y ait aucune preuve définitive après avoir examiné 16 ans de données, il se peut que l'interaction soit plus faible ou que les défauts se croisent moins souvent avec la Terre. Certains marqueurs indiquent qu'il pourrait s'agir d'un défaut plus petit."