Macro View Gör Dark Matter Look Even Stranger

Pin
Send
Share
Send

Vi vet att mörk materia finns. Dessutom skulle forskare hårt pressa på för att förklara vad som står för de gravitationseffekter de rutinmässigt ser på arbetet i kosmos.

I årtionden har forskare försökt bevisa dess existens genom att krossa protoner tillsammans i Large Hadron Collider. Tyvärr har dessa ansträngningar inte gett några konkreta bevis.

Därför kan det vara dags att tänka om mörk materia. Och fysikerna David M. Jacobs, Glenn D. Starkman och Bryan Lynn från Case Western Reserve University har en teori som gör just det, även om det låter lite konstigt.

I sin nya studie hävdar de att istället för mörk materia bestående av elementära partiklar som är osynliga och inte avger eller absorberar ljus och elektromagnetisk strålning, tar den formen av bitar av material som varierar mycket vad gäller massa och storlek.

Som det nu finns finns det många ledande kandidater för vad mörk materia kan vara, som sträcker sig från svagt samverkande massiva partiklar (aka WIMP) till axioner. Dessa kandidater är attraktiva, särskilt WIMP: er, eftersom förekomsten av sådana partiklar kan hjälpa till att bekräfta supersymmetri-teorin - vilket i sin tur skulle kunna leda till en fungerande Theory of Everything (ToE).

Men hittills har inga bevis erhållits som definitivt bevisar att det finns någon av dem. Utöver att det är nödvändigt för att den allmänna relativiteten ska fungera, verkar denna osynliga massa att innehållet förblir osynligt för upptäckt.

Enligt Jacobs, Starkman och Lynn skulle detta kunna indikera att mörk materia finns inom området för normal materia. I synnerhet överväger de möjligheten att mörk materia består av makroskopiska föremål - som de kallar "makro" - som kan karakteriseras i enheter av gram respektive kvadratcentimeter.

Makron är inte bara betydligt större än WIMPS och axioner, utan kan eventuellt samlas ur partiklar i standardmodellen för partikelfysik - såsom kvarkar och leptoner från det tidiga universum - istället för att kräva ny fysik för att förklara deras existens. WIMPS och axies förblir möjliga kandidater för mörk materia, men Jacobs och Starkman hävdar att det finns en anledning att söka någon annanstans.

"Möjligheten att mörk materia kan vara makroskopisk och till och med komma ut från standardmodellen är en gammal men spännande," berättade Starkman till Space Magazine via e-post. "Det är den mest ekonomiska möjligheten, och mot bakgrund av vårt hittills misslyckande med att hitta mörka materialkandidater i våra mörka materialdetektorer, eller att göra dem i våra acceleratorer, är det en som förtjänar vår förnyade uppmärksamhet."

Efter att ha eliminerat de flesta vanliga ämnen - inklusive misslyckade Jupiters, vita dvärgar, neutronstjärnor, svarta hål, de svarta hålen i galaxcentra och neutrinoer med mycket massa - som möjliga kandidater, vände fysikerna sitt fokus på exotiken.

Icke desto mindre, materia som fanns någonstans mellan vanliga och exotiska - släktingar till neutronstjärnor eller stora kärnor - lämnades på bordet, sade Starkman. "Vi säger släktingar eftersom de antagligen har en betydande blandning av konstiga kvarkar, som är gjorda i acceleratorer och vanligtvis har extremt korta liv," sade han.

Även om konstiga kvarkar är mycket instabila påpekar Starkman att neutroner också är mycket instabila. Men i helium, bundet med stabila protoner, förblir neutroner stabila.

"Det öppnar möjligheten att stabilt konstigt kärnämne gjordes i det tidiga universum och mörk materia är inget annat än bitar av konstigt kärnämne eller andra bundna tillstånd av kvarkar eller av baryoner, som själva är gjorda av kvarkar," sade Starkman.

Sådan mörk materia skulle passa i standardmodellen.

Detta är kanske den mest tilltalande aspekten av makrosteorin: föreställningen att mörk materia, som vår kosmologiska modell av universum beror på, kan bevisas utan behov av ytterligare partiklar.

Fortfarande, idén att universum är fylld med en chunky, osynlig massa snarare än otaliga osynliga partiklar gör att universum verkar lite främling, eller hur?

Pin
Send
Share
Send