Es wird angenommen, dass schwach wechselwirkende massive Partikel (WIMPs) die Dunkle Materie dominieren, und es werden große Anstrengungen unternommen, um sie zu entdecken. WIMPs sind daher bekanntermaßen schwer zu erkennen. wenn sie existieren, ist das.
Einige Physiker sind jedoch nicht so zuversichtlich, dass WIMPs der Schlüssel zur Jagd nach dunkler Materie sind. In einer neuen Studie haben zwei US-amerikanische Forscher die Debatte über dunkle Materie wieder eröffnet, was darauf hindeutet, dass der Großteil davon zusammengesetzt sein könnte schwerere, stark wechselwirkende Partikeloder möglicherweise kleiner, noch mehr schwach wechselwirkende Teilchen als die WIMP-Theorie. Die Physiker gehen auch so weit, dass das Universum ein noch interessanterer Ort wäre, an dem WIMP-freie dunkle Materie dominiert…
“Wir wissen wenig über dunkle Materie, da wir sie nicht direkt messen können", Sagte Jonathan Feng, Physiker an der University of California in Irvine. „Aber es gibt Theorien und Modelle. WIMPs sind attraktiv, weil sie in vielen populären Theorien über neue Partikel und Wechselwirkungen vorkommen. Aber was ist, wenn es neben WIMPs noch andere gut motivierte Möglichkeiten für dunkle Materie gibt?”
Feng veröffentlichte zusammen mit dem Co-Autor Jason Kumar einen Artikel in Briefe zur körperlichen Überprüfung namens "Dunkle Materie-Partikel ohne schwache Massen oder schwache Wechselwirkungen, ”Und die Ergebnisse haben die Gültigkeit der Konzentration auf WIMPs als Hauptbestandteil der Dunklen Materie in Frage gestellt, von der angenommen wird, dass sie den größten Teil der Masse in unserem Universum ausmacht. Das Problem mit der dunklen Materie, wie von Feng festgestellt, ist, dass wir sie nicht direkt messen (beobachten) können und daher wenig Ahnung haben, was es ist. Wir wissen, dass es dort ist. Die Bewegung von Galaxien und galaktischen Clustern weist auf einen Gravitationseinfluss von hin etwas anders als das, was wir sehen können (d. h. leuchtende Materie), aber dunkle Materie interagiert nicht über die elektromagnetische Kraft, was es besonders schwierig macht, sie zu untersuchen.
Es gibt starke theoretische Gründe zu der Annahme, dass WIMPs im Zentrum von Studien zur Dunklen Materie stehen, aber Feng und Kumar haben Modelle zusammengestellt, die darauf hindeuten, dass andere schwach und stark wechselwirkende Teilchen einige der beobachteten Phänomene erklären können.
“WIMPs sind ein sehr spezifisches Beispiel für dunkle Materie, aber es gibt eine breitere Klasse von Partikeln", Fügte Feng hinzu. „Wir fanden heraus, dass einige der Modelle auch die richtige Menge an dunkler Materie für das Universum vorhersagten, aber mit dunkler Materie, die viel stärker oder schwächer interagierte als WIMPs. Wir fragen uns, ob eine fast ausschließliche Aufmerksamkeit für WIMPs wirklich gerechtfertigt ist.”
In der Tat wird viel Aufmerksamkeit auf die WIMP-Theorie gerichtet. Was ist, wenn Forscher der Dunklen Materie von einer Theorie zum Nachteil einer subtileren Erklärung geblinzelt werden? Einer der wichtigsten Punkte ist, dass es starke Belege für Kandidaten für dunkle Materie mit einer Masse von etwa 1 GeV gibt. Dieser Befund stammt aus dem DAMA-Projekt (Dunkle Materie) der Gran Sasso National Laboratories, Italien, das das Signal möglicher Wechselwirkungen der Dunklen Materie im galaktischen Lichthof untersucht. WIMPS sind mit einer Masse von 100 GeV weitaus größer. Könnte dieses Signal von einem weitaus helleren, schwach wechselwirkenden Kandidaten für dunkle Materie stammen?
Es gibt auch Vorschläge aus anderen Forschungen, wonach stark wechselwirkende Teilchen ständig vernichten und hochenergetische Photonen erzeugen, die das gesamte Universum durchdringen können. Obwohl dies Theorie ist, ist Feng optimistisch in Bezug auf energetische Photonenexperimente.
Eine erneute Analyse der WIMP-Dominanz über dunkle Materie schafft jedoch einige interessante Szenarien für das Universum. Durch die Betrachtung der WIMP-freien Dunklen Materie beginnen sich einige ziemlich exotische Erklärungen zu bilden.
“Es gibt Theorien, dass sich hinter uns eine Schattenwelt befindet. Es ist eine Spiegelwelt, die unserer ähnelt, aber nicht mit unserer interagiert.Sagte Feng. „Mit dunkler Materie von WIMP ist diese Möglichkeit gering.”
“WIMP-freie dunkle Materie erfordert neue Kräfte, über die wir nicht wirklich viel wissen. Wenn Sie Beweise für diese Art von dunkler Materie haben könnten, könnte dies ein Hinweis darauf sein, dass diese Schattenwelt existiert.”
EIN Schattenwelt mag ein wenig exzentrisch klingen, aber es basiert ebenso wie die allgemein akzeptierte WIMP-Theorie auf tragfähigen Theorien. Diese neue Studie ist sicherlich eine Erinnerung daran, dass dunkle Materie eine unbekannte Größe ist und Forscher offen für andere Partikel sein sollten nicht nur WIMPS…
Veröffentlichung: Physical Review Letters
Quelle: Physorg.com
