Bild https://www.southampton.ac.
Den föreslagna partikeln med mörk materia.
Forskare vid University of Southampton har föreslagit existensen av en ny fundamental partikel som skulle kunna förklara varför ingen har lyckats upptäcka mörk materia.
Trots övertygande indirekta bevis och betydande
experimentella ansträngningar har ingen lyckats finna mörk materia direkt.
Partikelfysik ger oss ledtrådar till vad mörk materia kan vara och den allmänna
uppfattningen är att partiklar av mörk materia har en mycket stor utbredning
medan dess storlek är diskuterad men troligen jämförbar med den hos tunga
atomer. Partiklar av synligare mörk materia anses vara mindre sannolika av
astro fysikaliska skäl även om det inte är helt omöjligt att det finns. Partikelfysiken kan ha
svaret på mörk materia.
Den föreslagna partikeln har en massa på 100eV/c^2, vilket
är bara cirka 0,02 procent av en elektrons (om
nu en elektron är en partikel eller bara en våg eller både ock). Även om
den inte växelverkar med ljus vilket krävs för mörk materia, växelverkar den
förvånansvärt starkt med normal materia (kan det vara en form av vanlig materia som vi inte förstår?). Faktum är att den i skarp kontrast
till andra kandidater, kanske inte ens tränger igenom jordens atmosfär.
Att upptäcka den på jorden är därför inte troligt, så forskarna planerar att göra
sökningar i ett rymdexperiment som planeras av konsortiet Macroscopic quantum
resonators (MAQRO), som de redan är involverade i. En nanopartikel, svävande
i rymden och exponerad direkt för flödet av mörk materia kommer att skjutas
nedströms och noggrann övervakning av denna partikels position kommer att avslöja
information om vilken typ av mörk materia-partikel det rör sig om, om den nu hittas och existerar.
Dr James Bateman vid institutionen fysik och
astronomi vid University of Southampton och medförfattare till studien, beskriver:
"Detta arbete sammanför några mycket olika områden inom fysiken: teoretisk
partikelfysik, observation inom röntgenastronomi och experimentell kvantoptik.
Vår kandidatpartikel låter galen, men för närvarande verkar det inte finnas
några experiment eller observationer som skulle kunna utesluta den. Mörk
materia är ett av de viktigaste olösta problemen inom modern fysik och vi
hoppas att vårt förslag kommer att inspirera andra att utveckla detaljerad
partikelteori och till experimentella tester.
Dr Alexander Merle, medförfattare från Max
Planck-institutet i München, Tyskland, tillägger: "För närvarande pekar
experiment om mörk materia inte i en tydlig riktning åt något håll och med
tanke på att inte heller Large Hadron Collider vid CERN har hittat några tecken
på ny fysik kan det vara dags att vi skiftar vårt paradigm mot alternativa
kandidater för mörk materia. Fler och fler partikelfysiker verkar tänka på det
sättet och vårt förslag verkar vara en allvarlig konkurrent på marknaden.
Mörk materia kan vara ett problem som man kan lösa genom att korsa fält och leta efter dolda möjligheter.
Dr Bateman tillägger: "Även ur denna synvinkel
utgör artikeln en milstolpe i vår institutions historia: för första gången har
det funnits en publikation som involverar författare från alla tre grupperna
inom fysik och astronomi, vilket visar hur värdefullt det kan vara att korsa
gränser och se bortom sitt eget område."
Forskningen är publicerad i Scientific Reports.
Jag
är själv tveksam till att mörk materia existerar misstänker att den effekt som gett
upphov till mörk materia och mörk energi istället är effekter av gravitation.
