Eine chamäleonartige Kraft, die ihre Natur basierend auf ihrer Umgebung verändert, könnte ein großes physikalisches Dilemma erklären: Wie die mysteriöse Substanz namens Dunkle Energie den Kosmos dazu zwingt, sich immer schneller auszudehnen. Aber ein neues Experiment lässt einige Chamäleon-Theorien in Zweifel ziehen, berichten Forscher am 25. August Naturphysik.
Die Chamäleonkraft wäre eine fünfte Art von Kraft jenseits der vier Grundkräfte: gravitativ, stark, schwach und elektromagnetisch. Und wie ein Chamäleon seine Farbe ändert, würde sich die hypothetische fünfte Kraft in Abhängigkeit von der Dichte ihrer Umgebung verändern. In dichten Umgebungen wie der Erde wäre diese fünfte Kraft schwach und würde ihre Wirkung tarnen. In der Enge des Weltraums wäre die Kraft stärker und weitreichender.
Diese Kraft würde aus einem Chamäleonfeld resultieren – eine Ergänzung zu den in der Physik bekannten Feldern wie elektrischen, magnetischen und Gravitationsfeldern. Ein Chamäleonfeld mit diesen Morphing-Eigenschaften könnte die beschleunigte Expansion des Universums vorantreiben, ohne den Messungen auf der Erde zu widersprechen.
Aber es ist eine Herausforderung, eine solche Wechselkraft aufzuspüren. Auf der Erde, sagt der Astrophysiker Jianhua He von der Universität Nanjing in China, „ist sie sehr, sehr klein. Das ist der schwierigste Teil.“
Also entwarfen He und seine Kollegen einen Detektor, um nach einer subtilen fünften Kraft zu suchen. Ein Rad mit daran befestigten Kunststofffolien dreht sich an einer anderen Folie vorbei, die auf einem magnetisch schwebenden Stück Graphit sitzt. Wenn es wirklich eine Chamäleonkraft gibt, würden die sich vorbeidrehenden Filme eine periodische Kraft auf den schwebenden Kunststoff ausüben und ihn nach oben und unten ziehen. (Die Schwerkraft wirkt ebenfalls auf diese Weise, aber dank des Gerätedesigns sollte sie viel schwächer sein als eine Chamäleonkraft.)
Das Team konnte eine Kategorie von Chamäleon-Theorien ausschließen. In Zukunft hoffen die Forscher, ihre Ergebnisse zu verbessern, indem sie ihr Gerät kühlen, um empfindlichere Messungen zu ermöglichen.