Heikosti vuorovaikutteisten massiivisten hiukkasten (WIMP) uskotaan hallitsevan tummaa ainetta, ja niiden havaitsemiseksi tehdään suuria ponnistuksia. WIMP: itä on siis tunnetusti vaikea havaita, jos niitä on, niin on.
Jotkut fyysikot eivät kuitenkaan ole niin varmoja, että WIMP: t ovat avain tumman aineen metsästykseen. Kaksi yhdysvaltalaista tutkijaa avasi uudessa tutkimuksessa keskustelun tummasta aineesta uudelleen ehdottaakseen, että suurin osa siitä voisi koostua raskaammat, voimakkaasti vuorovaikutuksessa olevat hiukkasettai mahdollisesti pienempi, jopa enemmän heikosti vuorovaikutuksessa olevat hiukkaset kuin WIMP-teoria. Myös fyysikot viittaavat siihen, että maailmankaikkeus olisi entistä mielenkiintoisempi paikka, jossa hallitsee WIMP-vähemmän pimeää ainetta…
“Tiedämme vähän tummasta aineesta, koska emme voi mitata sitä suoraan", Kertoi finaali Jonathan Feng Kalifornian yliopistosta, Irvine. ”Mutta on olemassa teorioita ja malleja. WIMP: t ovat houkuttelevia, koska ne sattuvat esiin monissa suosituissa uusien hiukkasten ja vuorovaikutusten teorioissa. Mutta entä jos WIMP-laitteiden lisäksi tummalle aineelle on muitakin hyvin motivoituneita mahdollisuuksia?”
Feng julkaisi julkaisun yhdessä avustajan Jason Kumarin kanssa Fyysiset tarkistuskirjeet nimeltään "Tumma-ainehiukkaset ilman heikkoja mittakaavan massoja tai heikkoja vuorovaikutuksia, ”Ja tulokset ovat kyseenalaistaneet WIMP: iin keskittymisen pätevyyden pimeän aineen pääkomponenttina, jonka ajateltiin muodostavan suurimman osan massasta maailmankaikkeuksessamme. Pimeän aineen ongelma, kuten Feng totesi, on, että emme voi mitata (tarkkailla) sitä suoraan ja siksi meillä on vain vähän aavistustakaan siitä, mikä se on. Tiedämme, että se on siellä, galaksien ja galaktisten klustereiden liikkeet osoittavat gravitaation vaikutuksen jotain muut kuin mitä voimme nähdä (ts. valoaine), mutta tumma aine ei ole vuorovaikutuksessa sähkömagneettisen voiman kanssa, mikä tekee siitä erityisen vaikean tutkittavan kokonaisuuden.
On vahvoja teoreettisia syitä uskoa, että WIMP: t ovat tumman aineen tutkimuksen keskipisteessä, mutta Feng ja Kumar ovat rakentaneet malleja, jotka ehdottavat muita heikosti ja voimakkaasti vuorovaikutuksessa olevia hiukkasia voivat selittää joitain havaitsemistamme ilmiöistä.
“WIMP: t ovat hyvin erityinen esimerkki pimeästä aineesta, mutta hiukkasia on laajempi luokka, Feng lisäsi. ”Havaitsimme, että jotkut mallit ennustivat myös oikean määrän tummaa ainetta maailmankaikkeudelle, mutta tumman aineen kanssa, joka oli paljon voimakkaammin tai heikommin vuorovaikutuksessa kuin WIMP. Mietimme, onko melkein yksinoikeudella huomio WIMP: ille todella perusteltua.”
Itse asiassa paljon huomiota on kohdistettu WIMP-teoriaan, entä jos tumman aineen tutkijoita vilkkuu yksi teoria pienemmän selityksen vahingoksi? Yksi esiin tuotuista seikoista on, että on olemassa vahvaa näyttöä, joka tukee tumman aineen ehdokkaita, joiden massa on noin 1 GeV. Tämä havainto on peräisin DAMA (Dark Matter) -projektista Gran Sasso National Laboratories -yhtiössä Italiassa, joka tutkii galaktisen halogeenin mahdollisten tumma-aineiden vuorovaikutusten aiheuttamaa signaalia. WIMPS ovat paljon suurempia, niiden massa on 100 GeV. Voisiko tämä signaali olla paljon vaaleammasta, heikosti vuorovaikutuksessa olevasta tumman aineen ehdokkaasta?
Muista tutkimuksista löytyy myös ehdotuksia siitä, että voimakkaasti vuorovaikutuksessa olevat hiukkaset tuhoavat koko ajan, tuottaen korkean energian fotoneja, jotka voidaan havaita läpäisevän koko maailmankaikkeuden. Vaikka tämä on teoriaa, Feng on optimistinen energisiin fotoniikokeisiin.
WIMP: n hallitsevan pimeän aineen uudelleen analysointi luo kuitenkin mielenkiintoisia skenaarioita maailmankaikkeudelle. Kun tarkastellaan WIMP-vähemmän pimeää ainetta, alkaa muodostua joitakin melko eksoottisia selityksiä.
“On teorioita, että meidän takana on varjomaailma. Se on peilimaailma, joka on kuin meidän, mutta ei ole vuorovaikutuksessa meidän,”Feng sanoi. ”WIMP-pimeässä aineessa tämä mahdollisuus on kauko.”
“WIMP: n mukainen tumma aine vaatii uusia voimia, joista emme oikeastaan tiedä paljon. Jos sinulla voisi olla todisteita tämän tyyppisestä pimeästä aineesta, se saattaa olla vihje, että tämä varjomaailma on olemassa.”
varjo maailma saattaa kuulostaa hiukan epäkeskeiseltä, mutta se on myös rakennettu toteuttamiskelpoisista teorioista aivan kuten yleisesti hyväksytty WIMP-teoria on. Tämä uusi tutkimus on varmasti muistutus siitä, että tummaa ainetta on tuntematon määrä, ja tutkijoiden tulisi olla avoimia muille hiukkasille ja ei vain WIMPS…
Julkaisu: Physical Review Letters
Lähde: Physorg.com
