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24.01.2025 13:30
Neue Methode zum Nachweis dunkler Materie mit Atomuhren und Lasern
Ein internationales Forscherteam hat einen innovativen Ansatz entwickelt, um den Geheimnissen der dunklen Materie auf die Spur zu kommen.
Ein internationales Forscherteam hat einen innovativen Ansatz entwickelt, um den Geheimnissen der dunklen Materie auf die Spur zu kommen. Im Rahmen einer Zusammenarbeit zwischen der Universität Queensland (Australien) und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) hat das Team Daten von Atomuhren und Lasern, die auf optische Resonatoren stabilisiert wurden und die räumlich und zeitlich weit voneinander entfernt sind, analysiert, um nach Formen von dunkler Materie zu suchen, die bei früheren Untersuchungen unsichtbar geblieben wären. Diese Technik ermöglicht es den Forschenden, Signale von Modellen dunkler Materie aufzuspüren, die universell mit allen Atomen wechselwirken – eine Leistung, die herkömmlichen Experimenten entgangen ist.
Das Team analysierte die Daten eines europäischen Netzes ultrastabiler Laser (Schioppo et al., Nat. Commun. 13, 212 (2022)), die über Glasfaserkabel miteinander verbunden sind, sowie die Daten der Atomuhren an Bord von GPS-Satelliten. Durch den Vergleich von Präzisionsmessungen über große Entfernungen hinweg wurde die Untersuchung sensitiv gegenüber subtilen Effekten oszillierender Dunkle-Materie-Felder, die sich in herkömmlichen Versuchsanordnungen aufheben würden.
Diese Methode ermöglicht es den Wissenschaftlern, ein breiteres Spektrum an Szenarien für dunkle Materie zu untersuchen und bringt uns dem Verständnis eines der schwer fassbarsten und grundlegendsten Bestandteile des Universums näher.
Die Arbeit ist in der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht.
Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Nils Huntemann, Leiter der Arbeitsgruppe 4.43 „Optische Uhren mit gespeicherten Ionen“, Telefon: (0531)592-4430, E-Mail: nils.huntemann@ptb.de
Originalpublikation:
M. Filzinger, A. R. Caddell, D. Jani, M. Steinel, L. Giani, N. Huntemann, B. M. Roberts: Ultralight Dark Matter Search with Space-Time Separated Atomic Clocks and Cavities. Phys. Rev. Lett. 134, 031001 (2025).
Bilder
Experimentelle Limits einer Kopplungsstärke deff von dunkler Materie mit einer Masse mφ an normale M …
Filzinger et al.
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten
Physik / Astronomie
überregional
Forschungsergebnisse
Deutsch
