Görünmez bir madde, yıldızların ve galaksilerin yollarını değiştirerek evrene nüfuz eder.
Bu sözde karanlık madde yerçekimi çeker, ancak asla ışıkla etkileşmez. Kimse ne yapıldığını bilmiyor ve şimdiye kadar tespit etmek imkansız. Ancak yeni bir teori sonunda karanlık maddeyi test etmek için bir yol sağlayabilir.
Karanlık madde, garip yarım mıknatıslardan oluşabilir, Kaliforniya Üniversitesi'nden teorik fizikçiler Davis, 6 Haziran'da İspanya'nın Granada şehrindeki Planck 2019 konferansında yaptığı bir sunumda söyledi. Ve gerçekten güçlü (henüz mevcut olmayan) bir elektron mikroskobu açarak, sonunda onları tespit edebiliriz.
Ancak tüm fizikçiler ikna olmamıştır.
Araştırmanın bir parçası olmayan Frankfurt İleri Araştırmalar Enstitüsü'nde araştırma görevlisi olan Sabine Hossenfelder, "Bence temiz, ama çok umut verici değil" dedi. "Karanlık maddeyi oluşturabilecek icat edebileceğiniz sonsuz sayıda parçacık vardır." Bu sadece bir diğeri, diye ekledi.
"Bu parçacıkların her biri için çok sayıda hesaplama yapabilir, kağıt yayınlayabilir ve deneyleri düşünebilirsiniz, daha sonra bunun için fon almaya çalışabilirsiniz" dedi. "Eğer gerçekten şanslıysanız, birisi denemenizi yapacak - ki bu da hiçbir şey bulamayacaktır."
Karanlık madde arayışı
Teoriler karanlık maddenin var olduğunu tahmin etse de, gerçekten neye benzediğini veya neyden yapıldığını bilmiyoruz. Yeni çalışmanın ortak yazarı John Terning, bir süre için, karanlık maddenin Zayıf Etkileşen Masif Parçacık olarak bilinen bir parçacığın kereste, utangaç bir canavarından oluştuğunu "güzel bir hikaye" olarak nitelendirdi. Kaliforniya Üniversitesi, fizik profesörü, Davis.
Bilim adamları yıllarca güçlü parçacık hızlandırıcıları kullanarak bu yavaş, şarjsız parçacıkları aradılar. Fakat zaman geçtikçe, fizikçiler giderek daha fazla WIMP adayını dışladılar ve popüler fikir çekişmeyi kaybetti. Tamamen göz ardı edilmemesine rağmen, "son 10 yıldır insanlar WIMP'ler dışındaki diğer olasılıkları düşünüyorlar."
Başka bir teori, karanlık maddenin aslında ışık parçacıklarından veya fotonlardan oluştuğunu ileri sürer.
"Görebildiğimiz sıradan fotonlara ek olarak, göremediğimiz bazı fotonlar da olabilir," dedi Terning. Bu "karanlık fotonlar", kütlesi olan ancak elektronlardan daha hafif olan varsayımsal parçacıklardır. Karanlık fotonlar - oldukça zayıf olsa da - normal fotonlarla etkileşime girer.
Bu yeni çalışmada, Terning ve doktora sonrası araştırmacısı Christopher Verhaaren, karanlık maddenin aynı zamanda karanlık yarı mıknatıslardan da yapılabileceğini önererek bu teori üzerine inşa edildi. sadece tek bir kutbu olan fizikçi Paul Dirac ilk olarak 1930'larda önerdi. (On yıllarca süren avlanmaya rağmen, henüz kimse doğada onlar için herhangi bir kanıt bulamadı.)
Dirac sadece tekeller önermekle kalmadı; ayrıca bir tekel etrafında hareket eden bir elektronun manyetik alanından etkilenmesini önerdi. Eğer, eğer Terning ve Verhaaren teorisi doğruysa ve bu yarım mıknatısların karanlık versiyonları evrende bir yerde gizlenirse - ve bu karanlık yarı mıknatıslar Dirac'ın monopolü gibi davranırlarsa - elektronların yollarında ince ipuçları bırakırlar.
Eğer karanlık tekeller varsa, elektronlar tarafından emilmeden önce normal fotonlara dönüşebilen karanlık fotonlar yayacaklardı, dedi Terning. Bu etkileşim, elektronların Aharonov-Bohm etkisi adı verilen bir girişim deseni oluşturarak rotayı sadece küçük bir parça döndürmesine veya değiştirmesine neden olur. (Elektronlar sadece parçacıklar değildir, aynı zamanda dalgalardır ve elektronun "dalga denklemi" ndeki tepeler ve vadiler birbirini toplar ya da iptal eder, bir dizi paralel ışık yaratır ve ) Terning ve Verhaaren, elektron mikroskopları kullanarak elektron parazit modellerindeki bu çok küçük değişikliği tespit edebileceklerini önermektedir.
Güneş tarafından heyecanlı
Karanlık madde varsa, bizde ve etrafımızda - onu tespit etmek için kullanacağımız herhangi bir elektron ışını mikroskobu dahil ve çevresinde. Ancak karanlık maddeyi elektronların bozulmasıyla tespit etmek için, karanlık maddeyi oluşturan garip yarım mıknatısların yeterince güçlü bir manyetik alana sahip olması gerekir. Bu, bu yarı mıknatısların çok fazla enerjiye sahip olması gerektiği anlamına gelir.
Terning, güneşin yanından geçen tekellerin heyecanlanabileceğini, daha fazla enerji kazanabileceğini ve daha sonra Dünya'ya inebileceğini söyledi. Bu heyecanlı tekellerin günde yaklaşık beşinin, önerilen elektron ışını mikroskobunun büyüklüğünde bir şeyden geçeceğini tahmin ediyor. "Bu kötü değil, çünkü her zamanki WIMP dedektörleri yılda beş etkinlik olursa mutlu olurlar," dedi.
Ek olarak, karanlık yarım mıknatısların neden olduğu elektron fazındaki değişiklik o kadar küçük olurdu ki, onu tespit etmek için inanılmaz derecede yüksek çözünürlüklü elektron ışını mikroskoplarına ihtiyacımız olacak - şu anda var olanlar muhtemelen yeterince güçlü değil . Terning, bu elektron mikroskobunun şu anda mevcut olandan beş kat daha yüksek bir çözünürlüğe sahip olması gerektiğini söyledi.
Her halükarda, biz bu insanları “bunu aramakla ilgilenen süper süslü elektron mikroskoplarıyla yakalamayı” umuyoruz ya da sadece karanlık maddeyi oturup beklemek için bir tane daha inşa etmek zorunda kalabiliriz ”dedi Terning.
Karanlık maddenin çeşitli rekabet teorileri bize erken evrenin nasıl oluştuğu hakkında tamamen farklı hikayeler anlatacağını söyledi. Dahası, karanlık maddenin gerçekte hangi malzemeden yapıldığını anladıktan sonra - ister açık ister ağır parçacıklar olsun - insanlar burada Dünya'da karanlık madde fabrikaları, çeşitler oluşturabilirler. "Çok hafifse, kendi karanlık maddeni üretmek için fazla enerjiye ihtiyacın yok."
Bilim adamları çalışmalarını arXiv preprint dergisinde yayınladılar. Henüz hakemlik incelemesi yapılmamıştır.
