Fizikai ilgą laiką siekė atidaryti tamsiąją medžiagą ir iš tikrųjų pažvelgti į paslaptingą medžiagą, sudarančią ketvirtadalį visatos. Viena idėja, kas slepiasi po nematomumo glėbiu? Daugybė mažų, neryškių dalelių, kurios elgiasi kaip viena milžiniška dalelė.
Bet paskutinė tokių neaiškių, ypač lengvų dalelių medžioklė, paskelbta vasario 28 d. „Cosmology and Astroparticle Physics“ žurnale, atėjo tuščiomis rankomis.
Rezultatai leidžia manyti, kad jei iš šių miniatiūrinių dalelių iš tikrųjų yra pagaminta tamsi medžiaga, ji yra tokia nemandagi, kaip rodo jos pavadinimas, ir beveik nesąveikauja su įprasta medžiaga.
Tamsos širdis
Tamsioji materija yra viena geriausiai saugomų Visatos paslapčių. Daiktai nesąveikauja su šviesa, tačiau traukia gravitacinį trauką kitoms medžiagoms. Nors mokslininkai sudaro maždaug ketvirtadalį masės ir energijos visatoje, atrodo, kad mokslininkai negali jos rasti ar net išsiaiškinti, iš ko ji pagaminti.
Daugelis mokslininkų spėja, kad tamsiąją medžiagą gali sudaryti silpnai sąveikaujančios masyvios dalelės, WIMP. Tačiau WIMP teorijos yra kelios. Pavyzdžiui, šios dalelės turėtų sukelti mažas galaktikų tinklo struktūras, kurių astronomai nematė. Taigi kai kurie mokslininkai tamsiąja medžiaga ieško kitos krypties - ultralengvųjų dalelių.
Nors yra daug idėjų, kas gali būti tamsiosios materijos, nė viena iš jų neturi daug patvirtinančių įrodymų, sakė Sergejus Troitsky, šio straipsnio bendraautorius ir Rusijos mokslų akademijos Branduolinių tyrimų instituto tyrėjas. "Taigi reikia apsvarstyti, išstudijuoti ir atmesti visas galimybes po vieną".
Kai kurios ultralengvosios šviesos teorijos, dar žinomos kaip neryški, tamsiosios medžiagos, siūlo dalelę, kuri yra maždaug 10 ^ 28 kartus lengvesnė už elektroną. Ši „neryški“ tamsiosios medžiagos dalis taip vadinama, nes dėl mažos masės reiškia, kad ji veikia labiau kaip sutepta dalelė su neryškumu. Nauji tyrimai išbandė būdą, kaip ieškoti šio tipo dalelių šviesoje iš aktyvių galaktikų.
Kadangi tamsiosios materijos sudaro tokią didelę visatos dalį, jei ji yra sudaryta iš ypač lengvų dalelių, jų turi būti labai daug. Iš tikrųjų tiek daug, kad jie egzistuotų unikalioje būsenoje, pavyzdžiui, lauke ar Bose-Einšteino kondensate - būsenoje, kai dalelės, dažnai esant labai vėsioms temperatūroms, susikaupia ir darniai veikia kaip viena. Nors atskiros tamsiosios medžiagos dalelės nesąveikauja su šviesa - todėl mokslininkai stengėsi jas surasti - dideliais masteliais, laukas pastebimai paveiks šviesos poliarizaciją arba orientaciją, nes juda erdvėje. Tai įvyktų, kai lauko tankis reguliariai svyruoja, iš esmės pakeisdamas šviesos srautą per regioną.
Teorija pasiūlė, kad šis poveikis gali būti pastebimas mažiausiai 325 šviesmečių tamsiosios medžiagos srityje. Lauko virpesių greitis tiesiogiai priklauso nuo ypač lengvų tamsiųjų medžiagų dalelių masės, todėl pamatę šį poveikį mokslininkai tikėjosi, kad jie galės išmatuoti tamsiosios medžiagos masę.
Ieškodami šviesos poliarizacijos pokyčių dėl ultralengvosios tamsiosios materijos laukų, mokslininkai pažvelgė į radijo teleskopo, sudaryto iš 10 (82 pėdų) (25 metrų) teleskopo, veikiančio iš Socorro, Naujasis, „Very Long Baseline Array“ archyvinius duomenis. Meksika. Jie sutelkė dėmesį į šviesą iš 30 galaktikų širdžių, kurios išsklaidė didžiulius medžiagų kiekius purkštukuose, kurie gali ištempti šimtus šviesos metų. Šių galaktikų šviesa yra labai poliarizuota ir gerai ištirta, todėl ilgalaikių archyvinių duomenų apie jas jau buvo.
„Mes dažnai naudojame astrofizinius duomenis iš paskelbtų straipsnių ar viešai prieinamų duomenų bazių, norėdami suvaržyti elementariųjų dalelių savybes“, - sakė Troitsky „Live Science“. "Bet šį kartą mes susisiekėme su savo kolegomis radijo astronomais ir jie įsigijo savo duomenis, kruopščiai parinkdami stebėjimo serijas tik mūsų užduočiai."
Analizuodami dviejų dešimtmečių duomenis, mokslininkai rado daug virpesių, bet ne tų tipų, kurių ieškojo. Aktyvieji galaktikos branduoliai dažnai pulsuoja be reguliaraus dažnio. Bet visi ultralengvosios tamsiosios medžiagos virpesiai vyktų vienodai ilgai tarp virpesių.
Galiausiai mokslininkai nematė jokių ypač lengvų tamsiosios materijos požymių, bent jau tų masių rūšių, kurios galėtų paaiškinti mažų struktūrų, aptinkamų galaktikų tinkle, trūkumą. Tačiau tai nereiškia, kad jų visiškai nėra.
„Nėra garantijos, kad tamsiosios medžiagos dalelė turi bet kokia Troitsky teigė, kad labai sunku būtų atrasti tokią dalelę, kurioje būtų šiek tiek masės ir jokios kitos sąveikos, nors tai iš tikrųjų yra vienas iš paprasčiausių variantų paaiškinti tamsiąją medžiagą.
Nors dėl naujų tyrimų tradicinė ultralengvoji tamsioji medžiaga gali būti mažai tikėtina, tyrėjai nėra pasirengę to paneigti.
„Vienintelis dalykas, kurį tikrai žinome apie tamsiąją medžiagą, yra tai, kad jis yra už žinomų dalelių fizikos ribų“, - sakė Izraelio Tel Avivo universiteto astronomas Rennanas Barkana, nedalyvavęs tyrime. "Taigi, kol neturėsime įtikinamų stebimosios tamsiosios medžiagos prigimties įrodymų, turėtume būti atidūs spėlionėms ir spėlionėms ... ir būti atviri.
