Uno dei maggiori problemi della fisica moderna è conciliare l'enorme differenza tra l'energia trasportata dalle fluttuazioni casuali nel vuoto dello spazio e l'energia oscura che guida l'espansione dell'universo.
Attraverso una nuova ricerca pubblicata su The European Physical Journal Plus , i ricercatori guidati da Enrico Calloni dell'Università di Napoli Federico II, in Italia, hanno svelato un prototipo di uno strumento di bilanciamento del raggio ultrapreciso, che sperano possa essere utilizzato per misurare l'interazione tra queste fluttuazioni del vuoto e i campi gravitazionali. Con alcuni ulteriori miglioramenti, lo strumento potrebbe eventualmente consentire ai ricercatori di gettare nuova luce sulle enigmatiche origini dell'energia oscura.
All'interno del vuoto, le onde elettromagnetiche emergono e scompaiono costantemente attraverso fluttuazioni casuali, così che anche se lo spazio non contiene materia, trasporta comunque una certa quantità di energia. Attraverso la loro ricerca, il team di Calloni mirava a misurare l'influenza di queste fluttuazioni utilizzando un bilanciamento del raggio all'avanguardia.
Progettato per funzionare a temperature di 90K (-183°C), lo strumento del team trasporta un piccolo campione di un superconduttore ad alta temperatura a un'estremità del fascio, inizialmente bilanciato da contrappesi all'altra estremità. Attraverso gli effetti quantistici innescati dalla sua interazione con le fluttuazioni casuali del vuoto, il team ha previsto che questo campione dovrebbe subire minuscoli cambiamenti di peso.
Questi cambiamenti a loro volta potrebbero essere rilevati utilizzando l’interferometria. Ciò comporterebbe il confronto delle distanze percorse da entrambe le parti di un raggio di luce diviso mentre rimbalzano da ciascuna estremità del raggio, creato a causa della nuova differenza di peso tra il campione del superconduttore e il contrappeso.
Lo studio del team descrive in dettaglio i test iniziali per un prototipo della bilancia a trave in un laboratorio in Sardegna, che presenta livelli estremamente bassi di rumore sismico. Sulla base dei loro primi risultati, Calloni e colleghi sono ora fiduciosi che, una volta completato, il loro esperimento finale sarà sufficientemente sensibile da rilevare l'interazione tra le fluttuazioni del vuoto e i campi gravitazionali.
Ulteriori informazioni: Annalisa Allocca et al, Bilanciamento del fascio limitato dal rumore termico come prototipo dell'esperimento sul peso del vuoto di Archimede e ricerca di fotoni oscuri B-L, The European Physical Journal Plus (2024). DOI:10.1140/epjp/s13360-024-04920-x
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