Vai mēs jau būtu varējuši atklāt tumšo vielu?
Tas ir jautājums, kas izvirzīts jaunā rakstā, kas publicēts 12. februārī žurnālā Physics G. Autori ieskicēja, kā tumšo vielu var izgatavot no daļiņām, kuras sauc par d * (2380) heksaquark, kuras, iespējams, tika atklātas 2014. gadā.
Tumšā matērija, kas rada gravitācijas spēku, bet neizstaro gaismu, nav kaut kas tāds, ko kāds jebkad būtu pieskāris vai redzējis. Mēs nezinām, no kā tas ir izgatavots, un neskaitāmi priekšmetu meklējumi ir veikti tukši. Bet pārliecinošs vairākums fiziķu ir pārliecināti, ka tas pastāv. Pierādījumi ir apmesti visā Visumā: Zvaigžņu kopas, kas vērpjas daudz ātrāk, nekā tām vajadzētu, noslēpumaini gaismas kropļojumi nakts debesīs un pat caurumi, ko mūsu galaktikā caurdur neredzēts triecienelements, norāda uz kaut ko, kas tur atrodas - veido lielāko daļu no Visuma masas - to mēs vēl nesaprotam.
Visplašāk izpētītās tumšās matērijas teorijas ietver veselas klases nekad iepriekš neredzētas daļiņas, kas atrodas tālu ārpus fizikas standarta modeļa, dominējošā teorija, kas apraksta subatomiskās daļiņas. Lielākā daļa no tām ietilpst vienā no divām kategorijām: vieglajiem aksiāliem un smagajiem WIMP vai vāji mijiedarbīgām masīvām daļiņām. Ir arī citas, eksotiskākas teorijas, kas attiecas uz vēl nezināmām neitrīno sugām vai mikroskopisko melno caurumu teorētisko klasi. Bet reti kurš ierosina, ka tumšā matērija tiek veidota no kaut kā tāda, par kuru mēs jau zinām, ka tas pastāv.
Anglijas Jorkas universitātes fiziķi Mihails Baškanovs un Daniels Vatss saplosīja šo veidni, apgalvojot, ka d * (2380) heksaquark jeb "d-zvaigzne" varētu izskaidrot visu trūkstošo lietu.
Kvarki ir pamata modeļa fizikālās daļiņas. Trīs no tiem, kas saistīti (izmantojot daļiņas, kas pazīstamas kā gluoni), var radīt protonu vai neitronu, kas ir atomu celtniecības bloki. Sakārtojiet tos citos veidos, un jūs iegūsit dažādas eksotiskākas daļiņas. D-zvaigzne ir pozitīvi uzlādēta, sešvarku daļiņa, kas, pēc pētnieku domām, 2014. gada eksperimenta laikā Vācijā, Jīlihes pētniecības centrā, pastāvēja sekundes garumā. Tā kā tas bija tik īslaicīgs, ka d-star noteikšana nav absolūti apstiprināta.
Atsevišķas d-zvaigznes nespēja izskaidrot tumšo matēriju, jo tās neiztur pietiekami ilgi pirms to sabrukšanas. Tomēr Baškanovs Live Science stāstīja, ka Visuma vēstures sākumā daļiņas varētu būt salipušas kopā tādā veidā, kas neļautu tām sabrukt.
Šis scenārijs notiek ar neitroniem. Izņemiet neitronu no kodola, un tas ļoti ātri sabrūk, bet sajauc to ar citiem kodola iekšienē esošajiem neitroniem un protoniem, un tas kļūst stabils, sacīja Baškanovs.
"Hexaquarks uzvedas tieši tāpat," sacīja Baškanovs.
Baškanovs un Vatss teorēja, ka d-zvaigžņu grupas var veidot vielas, kas pazīstamas kā Bose-Einšteina kondensāti jeb BEC. Kvantu eksperimentos BEC veidojas, kad temperatūra nokrītas tik zemu, ka atomi sāk pārklāties un saplūst, līdzīgi kā protoni un neitroni atomu iekšienē. Tas ir matērijas stāvoklis, kas atšķiras no cietās vielas.
Visuma vēstures sākumā šie BEC būtu sagūstījuši brīvos elektronus, veidojot neitrāli lādētu materiālu. Neitrāli uzlādēta d-zvaigznītes BEC, rakstīja fiziķi, izturēsies daudz līdzīgi tumšajai matērijai: nemanāmi, slīdot cauri gaismas matērijai, to nemanot apbērt, bet tomēr radot ievērojamu gravitācijas spēku apkārtējam visumam.
Iemesls, kāpēc jūs neizkritat cauri krēslam, kad sēdējat uz tā, ir tas, ka krēsla elektroni spiež pret jūsu aizmugures elektroniem, radot negatīvu elektrisko lādiņu barjeru, kas atsakās šķērsot ceļus. Pareizajos apstākļos, pēc Baškanova teiktā, BEC, kas izgatavoti no heksaquarks ar ieslodzītajiem elektroniem, nebūtu šādu barjeru, slīdot cauri cita veida matērijai, piemēram, pilnīgi neitrāliem spokiem.
Iespējams, ka šie BEC bija izveidojušies drīz pēc Lielā sprādziena, kosmosam pārejot no karstā kvarka-gluona plazmas jūras bez atšķirīgām atomu daļiņām mūsu mūsdienu laikmetā ar tādām daļiņām kā protoni, neitroni un viņu brālēni. Brīdī, kad veidojās šīs pamata atomu daļiņas, bija lieliski apstākļi, lai heksaquark BEC izgulsnētos no kvarka-gluona plazmas.
"Pirms šīs pārejas temperatūra ir pārāk augsta; pēc tās blīvums ir pārāk zems," sacīja Baškanovs.
Šajā pārejas periodā kvarki varēja būt sasaluši vai nu parastās daļiņās, piemēram, protonos un neitronos, vai heksaquark BEC, kas mūsdienās varētu veidot tumšo vielu, sacīja Baškanovs. Pētnieki rakstīja, ka, ja šie heksaquarks BEC ir ārpus tām, mēs tos varētu atklāt. Pat ja BEC ir diezgan ilgmūžīgi, tie ik pa laikam ap Zemes samazināsies. Un šī sabrukšana parādīsies kā īpašs signāls detektoros, kas paredzēti kosmisko staru pamanīšanai, un parādīsies tā, it kā tas nāktu no katra virziena uzreiz, it kā avots piepildītu visu vietu.
Nākamais solis, viņi rakstīja, ir šī paraksta meklēšana.
