Ett nytt arbetssätt i sökande efter mörk materia.

 

Mörk materia antas vara fem gånger vanligare än vanlig materia och anses vara cirka 85% av universums totala massa och ungefär en fjärdedel (26,8%) av universums totala massa om man även tar med energi och mörk energi, (själv anser jag att mörk materia är ett tillstånd av vanlig materia som vi ännu inte förstår, men det innebär inte att jag inte kan beskriva motsatta synpunkter i min blogg. Alla får anse som de vill (min anm.).

Vi kan inte upptäcka dessa svårfångade partiklar (i beprövad forskningsmetodik) som ingår i mörk materia direkt då mörk materia inte avger något ljus med kraftfulla instrument som Hubble Space Telescope eller NASA: s kommande NancyGrace Roman Space Telescope (ROMAN) för att bevittna dess inflytande på galaxer och andra avlägsna stjärnkluster. (Så det är effekter av något okänt som gett idén om mörk materia. Men varför inte det istället ses som mörk energi okänd form av energi är en gåta).

Enligt en ny studie ledd av forskare vid Ohio State University kan nya radarsystem från Jorden (istället för teleskop därute) nu användas vilket underlättar sökandet.

John Beacom, medförfattare till studien är professor i fysik och astronomi vid Ohio State, säger att medan forskare vanligtvis bara letar efter små partiklar av mörk materia med liten massa är målet med den nya forskningen att förbättra sökningen genom att även söka efter makroskopisk mörk materia (större synlig mörk materia): partiklar med en stor massa som inte nås av nuvarande markdetektorer. "En av anledningarna till att mörk materia är så svår att upptäcka kan vara att partiklarna kan vara mycket massiva", säger Beacom. "Om massan av mörk materia är liten är partiklarna vanliga men om massan är stor är partiklarna sällsynta."

En ny idé jag aldrig hört tidigare (.min anm.)

Även om dessa partiklar inte kan beröras eller ses kan mörk materia uppfattas genom dess gravitationseffekter på andra himmelska fenomen som stjärnor eller svarta hål.

Även om dess effekter på andra naturliga system inte är lätta att kategorisera och tar tid att lära sig mer om gör mörk materia att nya vägar öppnas för forskare att förstå kosmos storlek, form och framtid, sa Beacom. Sådana detektioner kan också avslöja massan av de mörka partiklarna som beroende av deras storlek, kan ha enorma effekter på galaxers bildning och struktur.

Den nya forskningen är publicerad på preprint-servern med öppen åtkomst för intresserade, arXiv.org

Det som är nytt i forskningen i sökandet efter mörk materia är att forskare denna gång använde samma teknik som används för att spåra meteorer när de sveper över skyn. När meteoriter passerar genom jordens atmosfär berörs både dessa och partiklar av mörk materia joniseringsavlagringar - en form av strålning som lämnar efter sig fria elektroner (atomer som kan leda elektricitet). Elektromagnetiska vågor som frigörs av radar studsar av effekten av de fria elektronerna och signalerar närvaron av materia som sedan kan användas för att skilja ut mörk materia från meteoriters vanliga materia. På så sätt kan Jordens atmosfär omvandlas till en effektiv, storskalig partikeldetektor.

Även om forskare har använt denna metod vid meteorjakt i årtionden, säger Beacom att han var förvånad över att ingen någonsin hade tillämpat detta system i tidigare insamlad data i sökandet efter mörk materia.

En av studiens viktigaste slutsatser är hur teamets nya metod skulle kunna komplettera andra kosmologiska sökningar efter mörk materia eftersom deras system erbjuder en nivå av noggrannhet och känslighet som många andra teknikslag saknar.

"Nuvarande kosmologitekniker är ganska känsliga, men de har inget sätt att kontrollera sitt eget resultat", sa Beacom. "Det här är en helt ny teknik så om forskare är osäkra på vad de har upptäckt kan en signal kontrolleras i detalj med radarteknik."

Medförfattare i studien var Pawan Dhakal, Steven Prohira och Christopher Cappiello från Ohio State, samt Scott Palo och John Marino från University of Colorado Boulder.

Bild vikipedia en sammansatt bild av galaxhopen CL0024+17 tagen av rymdteleskopet Hubble som visar skapandet av en gravitationslinseffekt. Det antas att denna effekt till stor del beror på gravitationsinteraktionen med mörk materia.