科学家们设计了一种3D打印的真空系统来探测暗物质和探索暗能量，使用超冷锂原子来识别畴壁，并可能解释宇宙加速膨胀的原因。

这种新型的3D打印真空系统，旨在“诱捕”暗物质，旨在探测畴壁。这一进展标志着在破解宇宙奥秘方面迈出了重要一步。

诺丁汉大学物理学院的科学家们创建了一个3D打印的真空系统，他们将在一项新的实验中使用该系统来降低气体密度，然后加入超冷锂原子，试图探测暗壁。这项研究发表在《物理评论D》上。

来自物理学院的克莱尔·伯拉格教授是这项研究的主要作者之一，他解释说：“构成世界的普通物质只占宇宙内容的一小部分，大约5%，其余的要么是暗物质，要么是暗能量 —— 我们可以看到它们对宇宙行为的影响，但我们不知道它们是什么。人们试图测量暗物质的一种方法是引入一种叫做标量场的粒子。”

“暗物质是星系中缺失的质量，暗能量可以解释宇宙加速膨胀的原因。我们正在寻找的标量场可能是暗物质，也可能是暗能量。通过引入超冷原子并检查其产生的影响，我们或许能够解释为什么宇宙的膨胀正在加速，以及这是否对地球有任何影响。”

研究人员基于具有双阱势和直接物质耦合的光标量场的理论构建了三维容器，该理论经历了密度驱动的相变，导致畴壁的形成。

方法论与理论

伯拉格教授继续说道：“随着密度的降低，缺陷形成 —— 这类似于水冻结成冰时，水分子是随机的，当它们冻结时，你会得到一个分子随机排列的晶体结构，一些分子以这样的方式排列，一些分子以另一种方式排列，这就产生了断层线。当密度变小时，在标量场中也会发生类似的事情。你无法用肉眼看到这些断层线，但如果粒子穿过它们，可能会改变它们的轨迹。这些缺陷是暗壁，可以证明标量场的理论 —— 这些场存在或不存在。”

为了检测这些缺陷或黑暗的墙壁，研究小组创造了一个特别设计的真空，他们将在一个新的实验中使用，模拟从密集的环境到较低密度的环境的移动。使用新的装置，他们将用激光光子将锂原子冷却到接近绝对零度的-273，在这个温度下，它们具有量子特性，使分析更加精确和可预测。

物理学院副教授卢卡·哈克穆勒（Lucia Hackermueller）领导了实验室实验的设计，她解释说：“我们用作真空室的3D打印容器是使用暗墙的理论计算建造的，这创造了我们认为理想的形状、结构和纹理来捕获暗物质。 为了成功证明暗墙已被困住，我们将让冷原子云穿过这些墙。 然后云就会偏转。 为了冷却这些原子，我们向原子发射激光量子，从而减少原子中的能量 ——这就像用雪球让大象减速一样！”

该系统花了该团队三年的时间来构建，他们希望在一年内取得成果。

哈克穆勒博士补充说：“无论我们证明暗墙是否存在，这都将是我们对暗能量和暗物质理解的重要一步，也是一个很好的例子，说明如何设计一个控制良好的实验室实验来直接测量与宇宙相关的效应，否则就无法观察到。”

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