1960-luvulta lähtien tähtitieteilijät ovat teorioineet, että kaikki maailmankaikkeuden näkyvä aine (alias. Baryoninen tai ”valoisa aine”) muodostaa vain pienen osan siitä, mitä siellä todella on. Jotta vallitseva ja aika-testattu painovoiman teoria toimisi (yleisen suhteellisuustekijän määrittelemänä), tutkijoiden on pitänyt olettaa, että noin 85% maailmankaikkeuden massasta koostuu ”Dark Matterista”.
Monien vuosikymmenien tutkimuksesta huolimatta tutkijoiden ei ole vielä löydetty mitään suoraa näyttöä Dark Matterista ja sen sisältämä hiukkanen ja sen alkuperä ovat edelleen mysteeri. Yhdistyneen kuningaskunnan Yorkin yliopiston fyysikkojen ryhmä on kuitenkin ehdottanut uutta ehdokashiukkasta, joka juuri löydettiin. D-tähden heksakvaariksi tunnetuksi tämä hiukkanen olisi voinut muodostaa “pimeän aineen” maailmankaikkeudessa suuren räjähdyksen aikana.
Vastuuryhmä koostui tohtori Mihhail Bashkanovista ja professori Daniel Wattsista Yorkin yliopiston fysiikan laitokselta. Tutkimuksessa, joka julkaistiin äskettäin Journal of Physics G: Ydin- ja hiukkasfysiikka, pari laski d-tähden heksaquarksien ominaisuudet potentiaalisena uutena ehdokkaana Dark Matterille.
Heksaarkki on esimerkki Bose-Einstein-kondensaatista, erityisestä ”viidennestä ainetilasta”, joka muodostuu tyypillisesti, kun bosonihiukkasten pienet tiheydet jäähdytetään lähellä absoluuttista nollaa. Ne koostuvat kuudesta kvarkista, jotka yleensä yhdistyvät kolmessa muodostaen protoneja ja neutroneja bosonihiukkasten luomiseksi. Tämä tarkoittaa, että useiden d-tähteiden läsnäolo voi johtaa yhdistelmiin, jotka tuottavat muita asioita kuin protoneja ja neutroneja.
D-tähtiheksakarkkien olemassaolo oli vuosien ajan vain teoreettista, kunnes vuonna 2011 tehdyt kokeet (ja ilmoitettiin vuonna 2014) osoittivat hiukkasen mahdollisen havaitsemisen. Havaitseminen tapahtui 2380 MeV: n energiatasolla ja kesti vain sekunnin murto-osan (10?23 sekuntia). Yorkin tutkimusryhmä ehdottaa, että nämä ovat samanlaisia kuin olosuhteet olisivat olleet kuin pian ison iskun jälkeen.
Tällä hetkellä he uskaltavat, monet d-tähden heksaquarksit olisivat voineet ryhmitellä toisiinsa maailmankaikkeuden jäähtyessä ja laajentuneen muodostaen ”viidennen aineen tilan”. Kuten professori Watts sanoi äskettäisessä Yorkin yliopiston lehdistötiedotteessa:
”Pimeän aineen alkuperä universumissa on yksi suurimmista tieteen kysymyksistä ja kysymys, joka tähän asti on piirtänyt tyhjän. Ensimmäiset laskelmamme osoittavat, että d-tähteiden kondensaatit ovat käyttökelpoinen uusi ehdokas pimeälle aineelle ja tämä uusi mahdollisuus näyttää ansaitsevan lisätutkimuksia, yksityiskohtaisempia tutkimuksia. Tulos on erityisen jännittävä, koska se ei vaadi fysiikan uusia käsitteitä. "
Pohjimmiltaan niiden tulokset osoittivat, että varhaisimmissa hetkeissä suuren iskun jälkeen, kun kosmos hidastui jäähtyä, baryonisen aineen rinnalle olisi voinut muodostua stabiileja d * (2830) -heksaarkkeja. Lisäksi niiden tulokset osoittavat, että tämän hiukkasen tuotantonopeus olisi ollut riittävä vastaamaan 85% maailmankaikkeuden massasta, jonka uskotaan olevan pimeää.
Tutkijat suunnittelevat nyt yhteistyötä Saksan ja Yhdysvaltojen tutkijoiden kanssa testatakseen heidän teoriaansa ja etsiäkseen d-tähden heksaquarkoja kosmossa. Heillä on jo mielessä joitain mahdollisia tähtitieteellisiä allekirjoituksia, jotka he esittelivät äskettäisessä tutkimuksessaan. Lisäksi he haluavat luoda nämä subatomiset hiukkaset laboratorioympäristöön nähdäkseen, käyttäytyvätkö ne ennustetulla tavalla. Kaikki tämä on heidän seuraavien tutkimustensa aihe.
"Seuraava askel tämän uuden tumman aineen ehdokkaan perustamisessa on saada parempi käsitys siitä, miten d-tähdet ovat vuorovaikutuksessa - milloin ne houkuttelevat ja milloin ne torjuvat toisiaan", tohtori Bashkanov sanoi. "Olemme johtamassa uusia mittauksia luodaksesi d-tähtiä atomin ytimeen ja katsomaan, ovatko niiden ominaisuudet erilaisia kuin niiden ollessa vapaassa tilassa."
