STUTTGART, Germany, Nov. 8 (UPI) -- When scientists cooled their scanning tunnelling microscope to temperatures approaching absolute zero, they discovered electrons moving at a snail's pace. Electric current failed to flow. Instead, it trickled. At these extreme temperatures, scientists found, electrons reveal their quantum state. A quantum state is the understanding of a single entity within an isolated quantum system. In this instance, it is the understanding or approximation of an individual electron. A scanning tunnelling microscope works by allowing a narrow electric current to flow across its tip onto the surface under examination. Perturbations in the flow allow scientists to glean information

Studying the nature of electrons - the fundamental particles that orbit an atomic nucleus - is something that’s easier said than done. This is because when an electric current flows under room temperature, it is impossible to distinguish individual electrons - even though the laws of physics tell us they are there - much less observe them one at a time. One way to study the electron’s quantum nature is to slow things down to such an extent that electric current transitions from a homogenous flow to a granular one, where individual electrons trickle through like grains of sand in an hourglass. “Flowing water from a tap feels like a homogeneous medium - it is impossible to distinguish between the

A WIMPy miracle One reason to think of dark matter as a thermal relic is an interesting coincidence known as the “WIMP miracle.”  WIMP stands for “weakly-interacting massive particle,” and WIMPs are the most widely accepted candidates for dark matter. Theory says WIMPs are likely heavier than protons and interact via the weak force, or at least interactions related to the weak force.  The last bit is important, because freeze-out for a specific particle depends on what forces affect it and the mass of the particle. Thermal relics made by the weak force were born early in the universe’s history because particles need to be jammed in tight for the weak force, which only works across short distances,

As dark matter continues to vex astronomers, new solutions to the dark matter question are proposed. Most focus on pinning down the form of dark matter, while others propose modifying gravity to account for the effect. But a third proposal is simply to remove gravity from the equation. What if the effects of gravity aren’t due to some fundamental force, but are rather an emergent effect due to other fundamental interactions? A new paper proposes just that, and if correct it could also explain the effects of dark matter. The idea of emergent gravity isn’t entirely new. The most popular variation was proposed in 2010, where Erik Verlinde argued that gravity is not a fundamental force, but rather