L'energia oscura è ampiamente ritenuta la forza trainante dell'espansione accelerata dell'universo, e ora sono state proposte diverse teorie per spiegare la sua natura elusiva. Però, queste teorie prevedono che la sua influenza sulle scale quantistiche deve essere estremamente piccola, e gli esperimenti finora non sono stati abbastanza accurati da verificarli o screditarli. In una nuova ricerca pubblicata in EPJ ST , un team guidato da Hartmut Abele alla TU Wien in Austria dimostra una solida tecnica sperimentale per studiare una di queste teorie, utilizzando neutroni ultrafreddi. Denominato "Spettroscopia di risonanza di gravità" (GRS), il loro approccio potrebbe avvicinare i ricercatori alla comprensione di uno dei più grandi misteri della cosmologia.

In precedenza, fenomeni chiamati "campi scalari di simmetroni" sono stati proposti come potenziali candidati per l'Energia Oscura. Se esistono, questi campi saranno molto più deboli della gravità, attualmente la forza fondamentale più debole conosciuta dalla fisica. Perciò, cercando anomalie estremamente sottili nel comportamento delle particelle quantistiche intrappolate nei campi gravitazionali, i ricercatori potrebbero provare sperimentalmente l'esistenza di questi campi. All'interno di un campo gravitazionale, neutroni ultrafreddi possono assumere diversi stati quantistici discreti, che variano a seconda della forza del campo. Attraverso GRS, questi neutroni sono fatti passare a stati quantistici di energia più elevata dalle oscillazioni meccaniche finemente sintonizzate di uno specchio quasi perfetto. Eventuali scostamenti dai valori attesi per le differenze di energia tra questi stati potrebbero quindi indicare l'influenza dell'Energia Oscura.

Nel loro studio, Il team di Abele ha progettato e dimostrato un esperimento GRS chiamato "qBOUNCE, " che hanno basato su una tecnica chiamata spettroscopia di Ramsey. Ciò ha comportato la transizione di neutroni in un raggio ultra-freddo a stati quantistici di energia più elevata, prima di disperdere qualsiasi stato indesiderato, e raccogliendo i restanti neutroni in un rivelatore. Attraverso misurazioni precise delle differenze di energia tra particolari stati, i ricercatori potrebbero porre limiti molto più rigorosi ai parametri dei campi di simmetroni scalari. La loro tecnica ora apre la strada a ricerche ancora più precise dell'Energia Oscura nelle ricerche future.