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以便于验证层出不穷的新猜想
发布时间:2018-04-20 10:21
  目前用原子钟寻找暗物质的实验方案层出不穷,叶军希望通过课题组新建的原子钟,他们可以探索其他关于暗物质的假设,例如2015年Flambaum的邮件中提到的原子钟计时中断。Derevianko设想,将世界上精度最高的原子钟通过光缆相互连接并同时运行,他计算后认为这个实验方案比GPS卫星上的原子钟测量精度高10000倍。在过去两年间,伦敦、巴黎和布伦瑞克已经建立了光纤网络,但将网络扩展到欧洲之外还需要更发达的光纤和卫星通信技术。Derevianko和Budker也在尝试说服原子物理学家公开高精度的数据档案数据,以便于验证层出不穷的新猜想。
 
  物理学家认为,在没有一个令人满意的理论存在的情况下,这种尽一切可能的方法是正确的策略。“我认为研究者应该穷尽任何可能有新发现的领域。”特拉华大学的理论物理学家Marianna Safronova说。但是原子钟也会存在精度极限,因为物理学家已经花费几十年的时间来完善原子钟技术,从而更加精确地测量时间。“我们不会为了一些费时费力的实验而建造一个超大型的新机器。”Peik说。上述科学家们的工作掀起了一股分析旧数据的浪潮。在David Hume之后,一位工作于NIST的物理学家在读了Budker的论文并收到Flambaum同事的邮件后,开始分析他的实验室在21世纪初测量铝-汞原子钟的数据。他发现他已经有了世界上用于验证类伸缩子暗物质的最佳数据集。他目前忙于制作性能更好的新原子钟,来测量精细结构常数是否在过去的几十年中产生变动。这项测量很有可能在Peik最新结果的基础上进一步提高精度。
 
  2015年收到Flambaum的邮件时,叶军正在对课题组里的锶原子钟进行进一步完善,它将会在不久之后打破课题组之前保持的精度记录。他对于探测暗物质的提议非常感兴趣,但是他也在提议中加入了自己的想法。原本的实验方案是将他课题组里的锶原子钟频率与其他类型的原子钟频率进行比较,他提出了替代实验方案,即比较锶原子钟频率和组里用来稳定激光的孔状单晶硅直径。叶军解释道,单晶硅中的孔本身就可以测量精细结构常数的变化,因为孔直径是玻尔直径(原子直径)的整数倍,而玻尔直径受精细结构常数影响。在2017年末,他启动了世界上首项搜寻类伸缩子暗物质的精密实验。迄今为止他已经收集了两个月的数据,并且很有信心地认为这项实验将会刷新目前已发表测量结果的精度。
 
  

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