Teage peamisi hüpoteetilisi tumeda aine kandidaate

Mega Curiosos oleme mitmel korral rääkinud tumedast ainest. Nagu selgitasime, on seda uskumatult raske tuvastada, kuna see ei ima ega peegelda valgust ning on seetõttu nähtamatu. Teisest küljest on selle olemasolu reaalne, kuna selle gravitatsioonilist jõudu ja koosmõju universumi tavalise mateeriaga saab mõõta - ja astronoomid usuvad, et üle 25% kosmosest koosneb sellest.

See tähendab, et Inglismaa Liverpooli ülikooli teadlase Johar Ashfaque sõnul näeme kosmosesse vaadates isegi siis, kui teeme seda kõige tundlikuma ja võimsama seadme abil, mis meil on, vaid näeme vaid väikest murdosa olemasolevast. ümber.

Tegelikult on Johari sõnul igas universumi grammi aatomite kohta viis korda rohkem tumedat ainet - ja kuigi see on nii rikkalik, on teadlased püüdnud seda avastada aastakümneid. Ehkki teadus jätkab tumeda aine mõistatuse lahti mõtestamist, peetakse lõppude lõpuks mõnda hüpoteetilist osakest tugevateks kandidaatideks. Need on järgmised:

1 - WIMP-d

Nimi WIMP pärineb nõrgalt interakteeruvatest massiivsetest osakestest ja viitab hüpoteetilisele osakesele, mis käitub mateeriast erinevalt, nagu me seda teame. Matemaatilised mudelid juhtisid tähelepanu sellele, et kui see osake eksisteerib, oleks see viis korda rikkalikum kui tavaline mateeria - ühtides universumis esineva tumeda aine hulgaga.

Johari sõnul suhtleksid WIMP-id tavalise mateeriaga nende elektromagnetilise jõu kaudu, mis selgitaks, miks tumeaine on nähtamatu. Nagu ta selgitas, läbiks umbes 10 000 neist osakestest meie planeedi iga ruut tollist sekundis ja interakteeruks ainult gravitatsiooni kaudu ja avaldades väikest jõudu.

Seega, kui teadlased kunagi WIMP-de olemasolu kinnitavad, näitavad nende omadused, et neid oleks võimalik kokkupõrgete abil tuvastada - see mõjutaks siin meie planeedil laetud osakesi, põhjustades neil valguse tootmist.

2 - teljed

Johari sõnul oleksid aksioonid hüpoteetilised osakesed, mis liiguvad aeglaselt, on vähe massiga, neil pole laengut ja interakteeruvad ainult tavalise mateeriaga nõrgalt - see tähendab, et neid poleks väga lihtne tuvastada.

Füüsikud usuvad siiski, et kui nende olemasolu kinnitatakse, võiksid massispetsiifilised aksonid selgitada tumeda aine nähtamatut olemust, sest kui need oleksid kergemad või raskemad, saaksime neid tuvastada. Veelgi enam, kui need osakesed eksisteeriksid, suudaksid nad laguneda footonipaarideks ja füüsikud saaksid nende olemasolu kinnitamiseks otsida nendele kergete osakeste paaridele.

3 - MEES

Kas mõtlesite, et te ei leidnud nime "MALE" lõbusalt? Tegelikult tähistab see massiivset kompaktset haloobjekti ja viitab hüpoteetilisele osakesele, mis on tugevaimate kandidaatide hulgas, kes selgitavad mateeria olemasolu ja päritolu. tume

Nagu Johar selgitas, koosneksid MALE-d ( tõsiselt ... nimi on suurepärane! ) Nagu pruunide ja valgete kääbuste ning neutrontähtede puhul ka tavalisest ainest. Mis aga muudab need osakesed nähtamatuks, on see, et nad kiirgavad vähe valgust või üldse mitte.

Üks viis nende tuvastamiseks oleks kaugete tähtede heleduse jälgimine nähtuse, mida tuntakse nn gravitatsiooniläätse abil. Seda efekti täheldatakse, kui tähtede kiirgav valgus paindub, kui nad läbivad massiivseid taevaobjekte - näiteks galaktikaid -, mis suunavad valgust nende taga asuvatelt objektidelt vaatlejate suhtes siin Maa peal.

Kuna see visuaalne nähtus võib lähima objekti häiringutest tingituna kõige kaugema objekti kiiratava valguse “fookusesse tuua”, suurendades kõige kaugema keha heledust - see võimaldaks uurijatel hinnata varjatud aine kogust. seal.

Keeruline on see, et mõju sõltub galaktikas eksisteeriva tavalise - tumeda aine - hulgast. Johari sõnul on teadlaste arvates ebatõenäoline, et tumedaid aineid võiks piisavalt koguneda, et õigustada tumeda aine rohkust. mis eksisteerib universumis.

4 - Kaluza-Kleini osake

Kaluza-Kleini teooria põhineb nähtamatu viienda mõõtme olemasolul - väljaspool aega ja ruumi kolmel teisel mõõtmel, nimelt kõrgus, laius ja sügavus. See teooria ennustab ka osakesi, mille mass oleks ekvivalentne 550 kuni 650 prootoniga ja mis selgitaks tumeda aine olemasolu.

Johari sõnul võis Kaluza-Kleini ennustatud osake osakestega elektromagnetilisuse ja gravitatsiooni kaudu suhelda. Kuna tegemist oleks mõõtmega, mida me "ei näe", selgitaks see, miks me ei leia seda lihtsalt teleskoopide taeva poole suunates.

Teisest küljest, kuna Kaluza-Kleini osake peaks lagunema mõõdetavateks osakesteks - näiteks footoniteks ja neutrinodeks -, proovivad füüsikud seda tuvastada, katsetades suure hadronite põrkeseadmega.

5 - Gravitino

Johari sõnul ennustati gravitatsiooni olemasolu tänu supersümmeetria teooria ja üldise relatiivsusteooria ehk supergravitatsiooni teooriate kombinatsioonile. Neist esimene - supersümmeetria - väidab, et kõigil bosonitel (täisarvuga spindel, nagu ka footonite puhul) on hüpoteetiline superettevõte, mida tuntakse kui fotino, millel omakorda on pool-täisarv spin .

Põhimõtteliselt oleks gravitino (ka hüpoteetiline) gravitoni ülikaaslane - see oleks osake, mis vastutab gravitatsiooni jõu edastamise eest. Seega võib teatud supergravitatsiooni mudelite puhul, milles gravitatsioonil on vähe massi, seletada tumeda aine olemasolu.

* Postitatud 15.12.2015