Station med aktiv krydset dipol. Billedkredit: Haystack Observatory Klik for større billede
Hvis du vil høre lidt af Big Bang, bliver du nødt til at slå din stereo ned.
Det var, hvad naboer til MIT's Haystack Observatory fandt ud af. De blev bedt om at lave en lille indkvartering til videnskab, og nu er resultaterne i: Forskere ved Haystack har foretaget den første radiodetektion af deuterium, et atom, der er nøglen til at forstå universets begyndelse. Resultaterne rapporteres i en artikel i 1. udgave af Astrophysical Journal Letters.
Holdet af forskere og ingeniører, ledet af Alan E.E. Rogers, foretog opdagelsen ved hjælp af et radioteleskoparray designet og bygget på MIT-forskningsfaciliteten i Westford, Mass. Rogers er i øjeblikket en senior forskningsvidenskabsmand og associeret leder af Haystack Observatory.
Efter indsamling af data i næsten et år blev der opnået en solid detektion den 30. maj.
Påvisning af deuterium er af interesse, fordi mængden af deuterium kan relateres til mængden af mørkt stof i universet, men nøjagtige målinger har været undgåelige. På grund af den måde, deuterium blev skabt i Big Bang, ville en nøjagtig måling af deuterium give forskere mulighed for at sætte begrænsninger for modeller af Big Bang.
En nøjagtig måling af deuterium ville også være en indikator for densiteten af kosmiske baryoner, og at densiteten af baryoner vil indikere, om almindeligt stof er mørkt og findes i områder som sorte huller, gasskyer eller brune dværge, eller er lysende og kan findes i stjerner. Denne information hjælper forskere, der forsøger at forstå begyndelsen af vores univers.
Indtil nu har deuteriumatom været ekstremt vanskeligt at detektere med instrumenter på Jorden. Emission fra deuteriumatom er svag, da det ikke er meget rigeligt i rummet - der er cirka et deuteriumatom for hver 100.000 hydrogenatomer, og derfor er fordelingen af deuteriumatom diffus. Ved optiske bølgelængder er brintlinien også meget tæt på deuteriumlinjen, hvilket gør det udsat for forveksling med brint; men ved radiobølgelængder er deuterium adskilt godt fra brint, og målinger kan give mere ensartede resultater.
Derudover præsenterede vores moderne livsstil, fyldt med gadgets, der bruger radiobølger, en ganske udfordring for teamet, der forsøger at opdage det svage deuteriumradiosignal. Radiofrekvensforstyrrelser bombarderede stedet fra mobiltelefoner, strømledninger, personsøgere, lysstofrør, tv og i et tilfælde fra et telefonudstyrskab, hvor dørene var blevet lukket. For at lokalisere interferensen blev en cirkel af yagi-antenner brugt til at indikere retningen af falske signaler, og en systematisk søgning efter RFI-kilderne startede.
Til tider bad Rogers om hjælp fra Haystacks naboer, og erstattede i flere tilfælde et bestemt mærke af telefonsvarer, der sendte et radiosignal med et, der ikke forstyrrede eksperimentet. Interferensen forårsaget af en persons stereosystem blev løst ved at få en del på lydkortet erstattet af fabrikken.
De andre medlemmer af teamet, der arbejder med Rogers, er Kevin Dudevoir, Joe Carter, Brian Fanous og Eric Kratzenberg (alle Haystack Observatory) og Tom Bania fra Boston University.
Deuterium Array på Haystack er en fodboldbane-installation, der er udtænkt og bygget på Haystack-anlægget med støtte fra National Science Foundation, MIT og TruePosition Inc.
Originalkilde: MIT News Release
