Natuurkundigen van de Universiteit van Liverpool hebben een enorme stap voorwaarts gemaakt in de richting van een nieuw experiment om de 'donkere inhoud' van het vacuüm te onderzoeken. Wat we zien, normale materie en licht, is slechts goed voor ongeveer 5% van het heelal. Het begrijpen van de resterende 95% (de donkere inhoud) blijft een van de grootste uitdagingen voor de fundamentele fysica in de 21e eeuw.

Een nieuw experiment om het donkere universum te onderzoeken werd mede geïnitieerd door Dr. Jon Coleman, een Royal Society Research Fellow bij de afdeling Natuurkunde van de universiteit, samen met Nobelprijswinnaar Martin Perl (een gasthoogleraar aan de Universiteit van Liverpool sinds 2011, tot zijn overlijden in 2014). Het unieke experiment is gebaseerd op "kwantuminterferometrie" met behulp van ultrakoude atomen. Dit is gebaseerd op een van de meest uitdagende moderne experimentele technieken van koude atomen (zelf bekroond met een Nobelprijs in 1997), atoominterferometrie genoemd.

In een paper vrijgegeven aan ArXiv , de onderzoeksgroep presenteert hun resultaten die interferentie aantonen, met behulp van goedkope apparatuur en geavanceerde controlesystemen die een synthese zijn van hun werk bij Stanford, elektronica-expertise van het T2K-neutrino-experiment in Japan, en gemotiveerd door een visie voor een nieuwe manier om het universum te onderzoeken.

Er zijn slechts een handvol werkende atoominterferometers in Europa en geen enkele is geconfigureerd om het donkere universum te onderzoeken. Dit markeert een grote vooruitgang in het vermogen van de universiteit om de kwantumaard van atomen te gebruiken.

Liverpool natuurkundige, Dokter Jon Coleman, zei:"Dit is zeker een van de moeilijkste dingen die ik heb geprobeerd en het heeft jaren van toewijding gekost. Dit zou nooit mogelijk zijn geweest zonder het fantastische team van medewerkers en afgestudeerde studenten die bij het project betrokken zijn, en de aanmoediging van mijn collega's. We zijn enthousiast omdat dit apparaat voor zoveel dingen kan worden gebruikt, evenals voor het zoeken naar donkere energie. Potentiële toepassingen variëren van navigatie tot zwaartekrachtscanning."

Professor Themis Bowcock, Hoofd van de groep Particle Physics van de universiteit, merkte op:"Dit is een cruciale nieuwe toevoeging aan de manier waarop fundamentele fysica de komende decennia zal worden gedaan. Deze techniek kan net zo belangrijk zijn als het gebruik van versnellers bij CERN.

"We willen dat Liverpool voorop loopt bij het ontwikkelen van deze technologieën voor het bestuderen van de kosmos. We zijn erg trots dat we Jon de intellectuele ruimte hebben kunnen geven, en de steun, om de eerste fase van zijn programma te voltooien."

Quantumtechnologie wordt geschat op een industrie van £ 1 miljard voor het VK en naar verwachting zullen kwantumtechnologieën toepassingen hebben in meerdere toekomstige industrieën van meerdere miljarden ponden in veel markten en sectoren.