Тот факт, что Вселенная расширяется быстрее, чем должна бы, ученые вывели из наблюдений за далекими сверхновыми звездами. Несмотря на многочисленные гипотезы, сила, которая увеличивает размеры космического пространства, или темная энергия, остается загадкой, хоть и составляет около 70% всего вещества и энергии Вселенной.

Одна из таких гипотез предполагает, что темная энергия может быть пятым взаимодействием, намного более слабым, чем гравитация, действующая через частицу, которая проявляет силу отталкивания. Эта сила варьируется вместе с плотностью окружающей материи. В пустоте космоса она действует на огромных расстояниях и отталкивает галактики. В лабораторных условиях на Земле ее можно заметить лишь на крошечном расстоянии. Эту гипотетическую частицу назвали хамелеоном за способность прятаться на виду.

В 2015 году физик Хольгер Мюллер приспособил атомный интерферометр для поиска хамелеонов, но не обнаружил никаких отклонений, которые указывали бы на существование этой частицы, пишет Science Daily. Тогда он решил, что дело в точности эксперимента и измерительных приборов.

Ключевым моментом в использовании свободнопадающих атомов считается способность возбудить каждый атом в квантовую суперпозицию двух состояний, когда у каждого из них окажется слегка разный импульс силы. Из-за этого импульса изменится расстояние каждого атома относительно тяжелого вольфрамового груза, висящего сверху. Чем выше импульс, тем больше у атома гравитационного притяжения к вольфраму, и происходит изменение фазы. Когда волновая функция атома коллапсирует, разность фаз между двумя частями волны материи раскрывает разницу в гравитационном притяжении между ними.

На протяжении 9 лет Мюллер и его коллеги совершенствовали аппарат. В частности, они добавили оптическую решетку и усилили, тем самым, действие гравитации на фазу; стабилизировали лазерный пучок в резонансной камере и понизили температуру. Все это в итоге позволило повысить время удержания атомов с 10-20 мс до 70 секунд.

Но, как и в 2015 году, в ходе новых экспериментов исследователи не обнаружили никаких отклонений от предсказаний Исаака Ньютона. Частиц-хамелеонов, по-видимому, не существует. Теперь высокая точность эксперимента может пригодиться для проверки других, близких гипотез. А увеличенное время удержания до 70 секунд и, в потенциале, в десять раз больше, открывает возможность для изучения гравитации на квантовом уровне.

Странное звездное скопление вблизи центра Млечного Пути намного моложе, чем возможно с точки зрения современной науки. Авторы нового исследования утверждают, что эти звезды беспрестанно поглощают в своих ядрах частицы темной материи — тем самым продлевая свою молодость.