Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Karanlık madde, modern fiziğin en büyük gizemlerinden biri olmaya devam ediyor. Devam etmesi gerektiği de açıktır. Çünkü karanlık madde olmadan galaksilerin hareketi açıklanamaz. Ancak karanlık maddeyi tespit etmek hiçbir zaman mümkün olmamıştır. Şu anda, yeni deneyler için pek çok çalışma var. Karanlık maddeyi tespit etmek için ortamının, atom çekirdeğinin protonlarından ve nötronlarından saçılması yoluyla doğrudan tespit etmek amaçlanmaktadır.

Michigan Üniversitesi'nden Robert McGehee ve Aaron Pierce ve Almanya'daki Mainz Johannes Gutenberg Üniversitesi'nden Gilly Elor şimdi karanlık madde için yeni bir aday önerdi: HYPER veya Yüksek Etkileşimli Parçacık Kalıntıları. HYPER modelinde, erken evrende karanlık maddenin oluşumundan bir süre sonra, normal madde ile etkileşiminin gücü aniden artmaktadır.

 Karanlık madde sektöründeki yeni çeşitlilik

 Ağır karanlık madde parçacıkları veya diğer adıyla WIMPS arayışı henüz başarıya ulaşmadığından, araştırma topluluğu alternatif karanlık madde parçacıkları, özellikle de daha hafif olanları araştırmaktadır. Bazı planlanmış deneylerin erişmeyi umduğu kütle aralığı için tutarlı bir karanlık madde modeli olmamıştır. JGU'da teorik fizik alanında doktora sonrası araştırmacı olan Elor, "HYPER modelimiz, bir faz geçişinin aslında karanlık maddeyi daha kolay tespit edilebilir hale getirmeye yardımcı olabileceğini gösteriyor" dedi.

 Karanlık madde normal madde ile çok güçlü bir şekilde etkileşime girerse, erken evrende oluşan (kesin olarak bilinen) miktarı çok küçük olur ve bu da astrofiziksel gözlemlerle çelişir. Bununla birlikte, tam olarak doğru miktarda üretilirse, etkileşim, günümüz deneylerinde karanlık maddeyi tespit etmek için tersine çok zayıf olacaktır.

 McGehee, "HYPER modelinin altında yatan ana fikrimiz, doğru miktarda karanlık madde ve onu tespit edebilmemiz için büyük bir etkileşimin bir kez aniden değişmesidir. Böylece her iki dünyanın da en iyisine sahip olabiliriz." şeklinde konuştu. Araştırmacılar etkileşimin gücünün kütlesine bağlı olduğunu ve kütle ne kadar büyükse, etkileşimin de o kadar zayıftır olacağını vurgulamaktadırlar. Arabulucu, önce doğru miktarda karanlık madde oluşmasını sağlayacak kadar ağır olmalı ve daha sonra karanlık maddenin saptanabilmesi için yeterince hafif olmalıdır. Çözüm ise karanlık maddenin oluşumundan sonra, arabulucunun kütlesinin aniden azaldığı bir faz geçişinin olmasıdır.

 Yeni model, planlanan deneylerin neredeyse tüm parametre aralığını kapsar

 Araştırma ekibinden Elor, "HYPER karanlık madde modeli, yeni deneylerin erişilebilir kıldığı neredeyse tüm aralığı kapsayabilir" dedi. Spesifik olarak, araştırma ekibi ilk önce bir atom çekirdeğinin protonları ve nötronları ile arabulucu aracılı etkileşimin maksimum kesitinin astrolojik gözlemler ve belirli parçacık fiziği bozunmaları ile tutarlı olduğunu düşündü. Bir sonraki adım, bu etkileşimi sergileyen bir karanlık madde modeli olup olmadığını araştırmaktı. McGehee, "Ve burada faz geçişi fikrini bulduk, daha sonra da evrende var olan karanlık madde miktarını hesapladık ve hesaplamalarımızı kullanarak faz geçişini simüle ettik." şeklinde konuştu.

Makale: journals.aps.org