Evrenimizi ve içindeki galaksileri şekillendiren görünmez eli avlayan fizikçiler bakışlarını karanlık tarafa çevirdi. Özellikle, bir takım, daha önce bilinmeyen bir doğa gücü iletebilen karanlık fotonlar için her kozmik kayanın arkasına bakıyor.
Bu fotonlar, tüm normal madde ile karanlık madde adı verilen görünmez şeyler arasındaki etkileşime aracılık ederler.
Ancak bilim adamları, doğanın bilinen dört güç tarafından gerildiğini, çekildiğini, ezildiğini ve parçalandığını uzun zamandır anladılar, bu yüzden başka bir kuvvet bizden bu kadar uzun süre nasıl saklanabilirdi? Bilinen bu dört kuvvet günlük varlığımızın temel taşını oluşturur: atom çekirdeklerini birbirine bağlayan zalim ama kısa menzilli güçlü nükleer kuvvet; radyoaktif bozunmayı kontrol eden ve nötrino adı verilen atomaltı parçacıklarla konuşan belirsiz ve fısıltı sessizliğinde zayıf nükleer kuvvet; hayatlarımıza hakim olan cesur ve parlak elektromanyetik kuvvet; ve ince kütle çekim kuvveti, dörtte birinden en zayıf olanı.
Bu dört temel gücü kullanarak fizikçiler atom altı ve makroskopik dünyalarımızın bir portresini çizebilirler. Bu dört karakterden birini içermeyen bir etkileşim yoktur. Yine de, evrenimizdeki, özellikle de en büyük ölçeklerdeki etkileşimlerle ilgili gizemler hala doludur. Gökada ölçeğine ve ötesine yaklaştığımızda, balıkta bir şeyler oluşur ve bu balıkçılığa karanlık maddenin adını veririz.
Karanlık madde basit ve süslü değil mi yoksa daha önce bilinmeyen bir dizi debriyajda saklanıyor mu? Şimdi, uluslararası bir fizikçiler ekibi, baskı öncesi arXiv dergisinde çevrimiçi çalışmalarını açıklayan, böyle bir gücü aramak için dünyanın en büyük atom parçalayıcısı olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısından bir veri dökümü kullandılar. Şimdilik, aramaları boş çıktı - bu iyi (bir çeşit): Bu, bilinen fizik yasalarımızın hala geçerli olduğu anlamına geliyor. Ama hala karanlık maddeyi açıklayamayız.
Karanlıkta Kayıp
Karanlık madde, evrenin toplam kütlesinin yaklaşık% 80'ini oluşturduğu söylenen varsayımsal bir madde biçimidir. Bu çok önemli. Tüm bu görünmez şeylerden neyin sorumlu olduğunu bilmiyoruz, ancak var olduğunu biliyoruz ve en büyük ipucumuz yerçekimi. Gökbilimcilerdeki yıldızların ve kümeler içindeki galaksilerin hareketlerini inceleyerek, kozmostaki en büyük yapıların evrimiyle birlikte, gökbilimciler neredeyse evrensel olarak galaktik gözle tanıştığından daha fazlası olduğu sonucuna vardılar.
Karanlık madde için daha iyi bir isim görünmez madde olabilir. Onu çekimsel etkisinden çıkarabiliriz (çünkü hiçbir şey Albert Einstein'ın her şeyi gören gözünden kaçmaz), karanlık madde sadece ışıkla etkileşime girmez. Bunu biliyoruz çünkü karanlık madde ışıkla etkileşime girseydi (ya da en azından bilindik maddenin yaptığı şekilde ışıkla etkileşime girseydi), şimdiye kadar gizemli maddeyi görürdük. Ama anlayabildiğimiz kadarıyla, karanlık madde - ne halt olursa olsun - ışığı emmez, ışığı yansıtmaz, ışığı kırmaz, ışığı dağıtır veya ışık yaymaz. Karanlık madde için, ışık basitçe şahsi grata değildir; hatta mevcut olmayabilir.
Ve böylece şu anda vücudunuzdan karanlık madde parçacıklarının vücudunuzdan akması için sağlam bir şans var. Bu sonsuz akışın birleşik kütlesi, gökadaların kaderlerini yerçekimi etkisi ile şekillendirebilir, ancak normal maddeden bile merhaba olmadan geçer. Kaba, biliyorum, ama bu senin için karanlık bir mesele.
Işığı getirmek
Karanlık maddenin neden yapıldığını bilmediğimiz için, hem sıradan hem de hayali olan her türlü senaryoyu oluşturmakta özgürüz. Karanlık maddenin en basit resmi büyük ve basit olduğunu söylüyor. Evet, evrenin kütlesinin büyük çoğunluğunu oluşturur, ancak kütlesi dışında başka bir şey yapmayan sadece tek, son derece üretken bir parçacıktan oluşur. Bu, materyalin yerçekimi yoluyla kendini tanıyabileceği, ancak aksi takdirde asla diğer kuvvetlerin hiçbiriyle etkileşmediği anlamına gelir. Asla, başka bir şey yaparken karanlık maddeye bir göz atamayacağız.
Hayali senaryolar daha eğlencelidir.
Teorisyenler sıkıldıklarında, karanlık maddenin ne olabileceği ve daha da önemlisi, onu nasıl tespit edebileceğimiz hakkında fikirler hazırlarlar. İlginç karanlık madde teorileri ölçeğinde bir sonraki seviye, maddenin zayıf nükleer kuvvet yoluyla zaman zaman normal maddeyle konuşabileceğini söylüyor. Bu fikir bugün dünyadaki karanlık madde deneylerini ve dedektörleri motive ediyor.
Ama yine de, bu senaryo hala doğanın sadece dört kuvveti olduğunu varsayar. Karanlık madde daha önce görülmemiş bir parçacıksa, daha önce bilinmeyen bir doğa kuvveti ile paketlenmiş olarak geldiğini (ya da belki de bilen bir çift olduğunu) önermek son derece mantıklıdır. ? Bu potansiyel güç, karanlık maddenin yalnızca karanlık madde ile konuşmasına izin verebilir veya karanlık madde ile karanlık enerjiyi (ki biz de anlamıyoruz) iç içe geçirebilir veya evrenimizin normal ve karanlık sektörleri arasında yeni bir iletişim kanalı açabilir. .
Karanlık fotonun yükselişi
Açık ve karanlık alemler arasında önerilen bir iletişim portalı, elektromanyetik kuvvetin tanıdık (açık) fotonuna benzeyen karanlık bir foton olarak adlandırılan bir şeydir. Karanlık fotonları doğrudan görmüyor ya da tatmıyor ya da koklamıyoruz, ancak dünyamızla karışabilirler. Bu senaryoda, karanlık madde nispeten büyük parçacıklar olan karanlık fotonlar yayar. Bu, ışık taşıyan meslektaşlarından farklı olarak sadece kısa bir aralıkta etkilere sahip oldukları anlamına gelir. Ancak bazen, karanlık bir foton düzenli bir fotonla etkileşerek enerjisini ve yörüngesini değiştirebilir.
Bu çok nadir bir olay olurdu; Aksi takdirde, elektromanyetizma ile ilgili çok korkak bir şey fark ederdik.
Yani, karanlık fotonlarda bile, karanlık maddeyi doğrudan göremeyiz, ancak elektromanyetik etkileşimlerin goblerini inceleyerek karanlık fotonların varlığını koklayabiliriz. Bu goblerin küçük bir bölümünde, karanlık bir foton, normal bir fotondan etkileşerek enerjiyi "çalabilir".
Ama dediğim gibi, etkileşime girmeye ihtiyacımız var. Öyle ki, tam olarak bunu üretmek için dev Bilim Makineleri inşa ettik, bu yüzden şanslıyız.
ArXiv makalesinde fizikçiler, CERN'in ikinci en büyük parçacık hızlandırıcısı olan Super Proton Synchrotron'dan üç yıllık verileri inceledikten sonra sonuçlarını bildirdi. Bu deney için, bilim adamları protonları bir tuğla duvarın atomaltı eşdeğerine karşı parçaladılar ve sonrasındaki parçalara baktılar.
Enkazda araştırmacılar elektronlar buldular - birçoğu. Üç yıl boyunca, bilim adamları 100 GeV üzerinde enerjili 20 milyardan fazla elektron saydılar. Elektronlar parçacıklar olduğu ve birbirleriyle etkileşime girdiği için, bu deneydeki yüksek enerjili elektronlar da çok sayıda foton üretti. Karanlık fotonlar varsa, bazen deneyde ışık eksikliği olarak ortaya çıkacak bir fenomen olan normal fotonlardan biriyle etkileşim kurmalı ve enerji çalmalıdırlar.
Karanlık fotonlar için yapılan bu arama boştu - tüm normal fotonlar mevcuttu ve açıklandı - ama bu karanlık fotonların varlığını tamamen dışlamıyor. Bunun yerine, bu parçacıkların izin verilen özelliklerine sınırlar. Varsa, düşük enerjili olurlar (deneyin sonuçlarına dayanarak bir GeV'den daha az) ve nadiren normal fotonlarla etkileşime girerlerdi.
Bununla birlikte, karanlık fotonların araştırması, denemenin gelecekteki çalışmalarının, atomaltı dünyasının bu önerilen yaratığı üzerinde daha da ileriye taşınmasıyla devam ediyor.
Devamını oku: "NA64 ile Eksik Enerji Olaylarında Karanlık Madde Arama"
Paul M. Sutter astrofizikçi Ohio Eyalet Üniversitesi, birşeyin sahibi "Bir Uzay Adamına Sorun" ve "Uzay Radyo, "ve" yazarı "Evrendeki Yeriniz."
