En professor som studerar jorden och en som studerar rymden samlades i jakten på att upptäcka och definiera mörk materia. De är ett steg närmare. Med 16 års arkivdata från GPS -satelliter som kretsar runt jorden, universitetet i Nevada, Reno team, Andrei Derevianko och Geoff Blewitt i College of Science, letade efter klumpar av mörk materia i form av väggar eller bubblor och som skulle sträcka sig långt ut utanför GPS -banorna, solsystemet och därefter.

En vetenskaplig artikel om lagets arbete publicerades just i tidningen Naturkommunikation och lagom till Dark Matter Day, 31. oktober Mörk materia utgör 85 procent av all materia i universum. Även om det finns flera astrofysiska bevis för mörk materia, dess natur är fortfarande ett stort mysterium. Många former för mörk materia har antagits, deras är att denna form av mörk materia, som härrör från ultralätta kvantfält, skulle bilda makroskopiska objekt.

"Vi är ytterligare ett steg närmare att upptäcka hur man upptäcker mörk materia, och i slutändan för att definiera mer exakt vad det är, vilken typ av partikel är det "sa Derevianko." Bryta dessa arkivdata, vi hittade inga bevis för domänväggar för ultralätt mörk materia vid vår nuvarande känslighetsnivå. Dock, denna sökning utesluter ett stort område av möjligheter för denna typ av modeller av mörk materia. "

Teamet fokuserade på ultralätta fält som kan orsaka variationer i naturens grundläggande konstanter - såsom massor av elektroner och kvarker och elektriska laddningar. Variationerna kan leda till förändringar i atomenerginivåer, som kan mätas genom att övervaka atomfrekvenser. Det är där GPS -satelliterna kommer in. Global positioneringssystemnavigering är beroende av precisionstimingsignaler från atomklockor.

"Geoff har använt atomklockorna på GPS -satelliterna i sitt geodetiska arbete - mätning av tektoniska plattor, jordens form, jordbävningar, globala havsnivåer, så är bekant med systemets precision, "Sa Derevianko." Jag har arbetat med att ta fram mer exakta atomur. Vi insåg att GPS -systemet kunde användas för att upptäcka lyssna på den mörka materien som sveper genom oss.

"I stället för att spendera miljarder dollar för att eliminera några troliga mörka mater -modeller, vi återanvände dessa vanliga verktyg (GPS -atomur) som vi använder varje dag för att göra grundläggande, grundläggande vetenskap för att leta efter svaren på detta stora mysterium - att utforma vår egen planetstorleksdetektor för mörk materia. "

Fartar genom galaxen

Jorden rusar genom Vintergatans halo av mörk materia med 300 kilometer per sekund eller en tusendels ljusets hastighet. Och klumpar av mörk materia beräknas ta 3 minuter att korsa GPS -konstellationen.

"Det är som en vägg som rör sig genom ett nätverk av klockor som orsakar en våg av atomklockfel som sprider sig genom GPS -systemet vid galaktiska hastigheter, "Derevianko, professor i kvantfysik, sa. "Tanken är att när klumpen överlappar oss, den drar till sig partikelmassorna och krafterna som verkar mellan partiklarna. Tänk på att den här dragningen är riktigt svag, annars hade vi märkt det. Dock, ultrakänsliga enheter som atomur kan vara känsliga för sådana drag. "

De letade efter de förutsagda mönstren för klockfel, som jorden, och satelliterna, rörde sig genom halo av mörk materia i galaxen. Uppgifterna kom från de 32 satelliterna i 31, 000 mils brett GPS-nätverk och markbaserad GPS-utrustning, var 30:e sekund i 16 år. Teamet använde data från källor runt om i världen och i synnerhet från Jet Propulsion Laboratory.

"Det vi letade efter var klumpar av mörk materia i form av väggar, använder en modell som - om den existerar - skulle ha kollisioner som framgår av oegentligheter i atomklocksignalerna, "Benjamin Roberts, postdoktor och huvudförfattare för Nature-tidningen, sa. "Även om det inte finns några definitiva bevis efter att ha tittat på 16 års data, det kan vara att interaktionen är svagare eller att defekterna korsar banor med jorden mindre ofta. Vissa markörer indikerar att det kan vara en mindre defekt. "