Чи могли ми вже виявити темну матерію?
Це питання, викладене в новому документі, опублікованому 12 лютого в Журналі фізики G. Автори окреслили, як темна речовина може бути зроблена з частинки, відомої як гексакварка d * (2380), яка, ймовірно, була виявлена в 2014 році.
Темна матерія, яка здійснює гравітаційне тягнення, але не випромінює світла, не є чимось, кого ніхто ніколи не чіпав і не бачив. Ми не знаємо, з чого це зроблено, і незліченна кількість пошуків речей виявилася порожньою. Але переважна більшість фізиків переконані, що вона існує. Докази скріплені по всьому Всесвіту: Скупчення зірок крутяться набагато швидше, ніж слід інакше, таємничі спотворення світла на нічному небі і навіть дірки, пробиті в нашій галактиці невидимим ударом, вказують на те, що там щось є - утворює більшість маси Всесвіту - якої ми ще не розуміємо.
Найбільш широко вивчені теорії темної матерії включають цілі класи ніколи не бачених частинок з-за меж Стандартної моделі фізики, домінуючої теорії, що описує субатомні частинки. Більшість із них вписуються в одну з двох категорій: легкі осі та важкі WIMP, або слабо взаємодіючі масивні частинки. Є й інші, більш екзотичні теорії, що стосуються ще нерозкритих видів нейтрино або теоретичного класу мікроскопічних чорних дір. Але рідко хтось пропонує, щоб темна матерія була створена з того, про що ми вже знаємо, що існує.
Михайло Башканов та Даніель Уоттс, фізики з Йоркського університету в Англії, зламали цю форму, стверджуючи, що гексакварк d * (2380), або "d-зірка", може пояснити всю відсутність справи.
Кварки - основні фізичні частинки в Стандартній моделі. Три з них, пов'язані між собою (використовуючи частинки, відомі як глюони), можуть скласти протон або нейтрон, будівельні блоки атомів. Впорядкуйте їх іншими способами, і ви отримаєте різні, більш екзотичні частинки. Д-зірка - це позитивно заряджена, шестикварковая частинка, яка, на думку дослідників, існувала на секунду під час експерименту 2014 року в німецькому дослідному центрі "Юліх". Оскільки це було настільки швидкоплинним, виявлення d-зірок не було абсолютно підтверджено.
Окремі зірки d не могли пояснити темну речовину, оскільки вони не тривають досить довго, перш ніж занепадають. Однак, розповів Башканов Live Science, на початку історії Всесвіту частинки, можливо, згустилися б таким чином, що не дозволило б їм загнивати.
Цей сценарій відбувається з нейтронами. Вийміть з ядра нейтрон, і він дуже швидко розпадається, але змішайте його з іншими нейтронами і протонами всередині ядра, і він стає стабільним, сказав Башканов.
"Шестикутники поводяться точно так само", - сказав Башканов.
Башканов і Ватт вважали, що групи d-зірок можуть утворювати речовини, відомі як конденсати Боза-Ейнштейна або BEC. У квантових експериментах БЕК утворюються, коли температура падає настільки низько, що атоми починають перекриватися та зливатися між собою, трохи схожі на протони та нейтрони всередині атомів. Це стан матерії, відмінний від твердої речовини.
На початку історії Всесвіту ці БЕК захопили б вільні електрони, утворюючи нейтрально заряджений матеріал. Фізики писали, що нейтрально заряджена д-зірка BEC поводитиметься дуже схоже на темну речовину: невидима, ковзає крізь світну речовину, не помітно натикаючись на неї, в той же час відчуваючи значне гравітаційне тягнення до навколишнього Всесвіту.
Причина, коли ви не сидите через стілець, коли сидите на ньому, полягає в тому, що електрони стільця штовхаються на електрони вашої спинки, створюючи бар'єр від негативних електричних зарядів, які відмовляються перетинати шляхи. За правильних умов, сказав Башканов, БЕК, виготовлені з шестикварків із захопленими електронами, не мали б таких бар'єрів, ковзаючи через інші види речовини, як ідеально нейтральні привиди.
Ці ОВК, можливо, утворилися незабаром після Великого вибуху, оскільки простір перейшов з моря гарячої кварково-глюонової плазми без чітких атомних частинок у сучасну епоху з частинками, такими як протони, нейтрони та їх двоюрідні брати. У той момент, коли ті основні атомні частинки утворилися, умови BEC-шестикварки були ідеальними для осадження з плазми кварк-глюона.
"Перед цим переходом температура занадто висока; після неї щільність занадто низька", - сказав Башканов.
У цей перехідний період кварки могли замерзнути або в звичайні частинки, такі як протони та нейтрони, або в гексакварк BEC, який сьогодні може становити темну речовину, сказав Башканов. Якщо ці шестиквадратні ОВК там, як писали дослідники, ми можемо їх виявити. Незважаючи на те, що ОВК досить довговічні, вони періодично занепадають навколо Землі. І цей розпад виявився би як особливий підпис у детекторах, призначених для виявлення космічних променів, і виглядатиме так, ніби одразу надходить з усіх боків так, ніби джерело заповнює весь простір.
Наступним кроком, написали вони, є пошук цього підпису.
