Svagt samverkande massiva partiklar (WIMP) tros dominera mörk materia och enorma ansträngningar pågår för att upptäcka dem. WIMP: er är därför notoriskt svåra att upptäcka, om de finns så är det.
Vissa fysiker är dock inte så säkra på att WIMP: er är nyckeln till jakten på mörk materia. I en ny studie har två amerikanska forskare öppnat debatten om mörk materia, vilket tyder på att huvuddelen av den kan bestå av tyngre, starkt samverkande partiklar, eller eventuellt mindre, ännu mer svagt samverkande partiklar än WIMP-teorin. Fysikerna går också så långt som att antyda att universum skulle vara en ännu mer intressant plats där WIMP-mindre mörk materia dominerar ...
“Vi vet lite om mörk materia eftersom vi inte kan mäta det direkt, ”Sade Jonathan Feng, en fysiker vid University of California, Irvine. ”Men det finns teorier och modeller. WIMP: er är attraktiva eftersom de råkar uppträda i många populära teorier om nya partiklar och interaktioner. Men tänk om det finns andra välmotiverade möjligheter för mörk materia förutom WIMP: er?”
Feng publicerade tillsammans med författare Jason Kumar ett papper i Fysiska granskningsbrev kallade "Dark-Matter-partiklar utan svaga skalor eller svaga interaktioner, Och resultaten har ifrågasatt giltigheten av att fokusera på WIMP: er som huvudkomponenten i den mörka materien som tänkte utgöra majoriteten av massan i vårt universum. Problemet med mörk materia, som angivits av Feng, är att vi inte kan mäta (observera) det direkt och därför har vi liten aning om vad det är. Vi vet att det är där, rörelsen av galaxer och galaktiska kluster indikerar ett gravitationellt inflytande av något annat än vad vi kan se (dvs lysande materia), men mörk materia samverkar inte via den elektromagnetiska kraften, vilket gör det till en särskilt svår enhet att studera.
Det finns starka teoretiska skäl att tro att WIMP: er är i centrum för studier av mörk materia, men Feng och Kumar har komponerat modeller som antyder andra svagt och starkt samverkande partiklar kan förklara några av de fenomen som vi observerar.
“WIMP är ett mycket specifikt exempel på mörk materia, men det finns en bredare klass av partiklar, ”Tilllade Feng. ”Vi fann att vissa av modellerna också förutspådde rätt mängd mörk materia för universum, men med mörkt material som var mycket starkare eller svagare samverkande än WIMP. Vi undrar om nästan exklusiv uppmärksamhet för WIMP: er verkligen är berättigad.”
Faktum är att mycket uppmärksamhet riktas mot WIMP-teorin, vad händer om forskare av mörk materia blinkar av en teori på bekostnad av en mer subtil förklaring? En av de viktigaste punkterna som tas upp är att det finns starka bevis som stöder kandidater med mörk materia med en massa på cirka 1 GeV. Denna upptäckt kommer från DAMA (Dark Matter) -projektet vid Gran Sasso National Laboratories, Italien, som undersöker signalen från eventuella mörka ämnesinteraktioner i den galaktiska gloria. WIMPS är mycket större med en massa på 100 GeV. Kan denna signal komma från en mycket lättare svagt samverkande kandidat med mörk materia?
Det finns också förslag från annan forskning om att starkt samverkande partiklar förintar hela tiden och genererar fotoner med hög energi som kan observeras genom hela universum. Även om detta är teori är Feng optimistisk när det gäller energifotonexperiment.
Att analysera WIMP-dominansen över mörk materia skapar emellertid några intressanta scenarier för universum. Genom att överväga WIMP-mindre mörk materia, börjar några ganska exotiska förklaringar.
“Det finns teorier om att det finns en skuggvärld bakom vår. Det är en spegelvärld som är som vår, men inte interagerar med vår,”Sa Feng. ”Med WIMP mörk materia är den möjligheten avlägsen.”
“WIMP-mindre mörk materia kräver nya krafter som vi inte riktigt vet mycket om. Om du kan ha bevis på denna typ av mörk materia, kan det vara ett antydande om att denna skuggvärld finns.”
EN skugga världen kanske låter lite excentriskt, men det är också byggt av livskraftiga teorier precis som den allmänt accepterade WIMP-teorin. Denna nya studie är verkligen en påminnelse om att mörk materia är en okänd mängd, och forskare bör vara öppna för andra partiklar och inte bara WIMPS…
Publikation: Physical Review Letters
Källa: Physorg.com
