Μια ομάδα ερευνητών πρότεινε έναν νέο τρόπο αναζήτησης της σκοτεινής ύλης: στις διαταραχές του ίδιου του χωροχρόνου. Η ομάδα εξέτασε δεδομένα από την τρίτη παρακολούθηση παρατήρησης του βαρυτικού παρατηρητηρίου συμβολόμετρου λέιζερ, ή LIGO, και δημοσιευμένο τα ευρήματά του στις αρχές αυτού του μήνα Επιστολές Φυσικής Ανασκόπησης.
Η σκοτεινή ύλη είναι ένας όρος-ομπρέλα για την ύλη της οποίας η παρουσία συνάγεται μέσω των βαρυτικών αλληλεπιδράσεών της με τη συνηθισμένη ύλη αλλά η οποία κατά τα άλλα είναι αόρατη. Η σκοτεινή ύλη αντιπροσωπεύει περίπου το 27% του περιεχομένου μάζας ενέργειας του σύμπαντος, και ενώ αντιπροσωπεύει ένα τεράστιο ποσό των πάντων, έχει αποδειχθεί εξαιρετικά δύσκολο να παρατηρηθεί άμεσα. Όπως και στο παρελθόν, οι επιστήμονες δεν το έχουν κάνει ακόμη. Αντίθετα, έχουν υποβιβαστεί στο να δουν τα βαρυτικά του αποτελέσματα σε άλλα αντικείμενα.
«Ορισμένες θεωρίες υποδηλώνουν ότι η σκοτεινή ύλη συμπεριφέρεται περισσότερο σαν κύμα παρά σαν σωματίδιο», δήλωσε ο Alexandre Göttel, φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Κάρντιφ και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. είπε στο Phys.org. «Αυτά τα κύματα θα προκαλούσαν μικροσκοπικές ταλαντώσεις στην κανονική ύλη, οι οποίες μπορούν να ανιχνευθούν από ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων».
Οι ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων όπως το LIGO χρησιμοποιούν συμβολομετρία για να ανιχνεύσουν τους κυματισμούς του χωροχρόνου που προκαλούνται από την κίνηση και τις αλληλεπιδράσεις μεγάλων αντικειμένων όπως οι μαύρες τρύπες και τα αστέρια νετρονίων. Το LIGO μετρά ουσιαστικά την απόσταση που διανύουν τα υπόγεια λέιζερ. Όταν τα βαρυτικά κύματα συρρικνώνονται ή τεντώνουν τον χωροχρόνο, οι επιστήμονες μπορούν να δουν στα δεδομένα ότι τα λέιζερ ταξίδεψαν μια πολύ ελαφρώς μεγαλύτερη ή μικρότερη απόσταση από πριν, υποδεικνύοντας ένα κύμα βαρύτητας που διήλθε.
Η πρόσφατη ομάδα εξέτασε τα υπερελαφρά μποζόνια, τα οποία είναι μία από τις υποθετικές μορφές σκοτεινής ύλης (άλλες μορφές περιλαμβάνουν αξιόνια και σκοτεινά φωτόνια). Ένα μοναδικό χαρακτηριστικό της σκοτεινής ύλης που ερευνούσε η ομάδα είναι η ασθενής αλληλεπίδρασή της τόσο με την ύλη όσο και με το φως, παρόμοια με τα Weakly Interacting Massive Particles ή WIMP, και θα μπορούσε να σχηματίσει σχηματισμούς σαν σύννεφα που θα της επέτρεπαν να εμφανιστεί στη βαρυτική δεδομένα ανιχνευτή κυμάτων.
«Σε ατομικό επίπεδο, μπορείτε να φανταστείτε το πεδίο της σκοτεινής ύλης να κυμαίνεται παράλληλα με το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο», είπε ο Göttel. «Οι ταλαντώσεις του πεδίου της σκοτεινής ύλης τροποποιούν αποτελεσματικά τις θεμελιώδεις σταθερές, δηλαδή τη σταθερά της λεπτής δομής και τη μάζα ηλεκτρονίων, που διέπουν τις ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις».
Αν και η ομάδα δεν έχει εντοπίσει άμεσα τη σκοτεινή ύλη, έθεσε νέα όρια στη δύναμη της αλληλεπίδρασης που θα είχε μια τέτοια ύλη με τα στοιχεία LIGO. Η νέα μέτρηση της ομάδας βελτίωσε αυτή της προηγούμενης εργασίας κατά 10.000 στη συγκεκριμένη περιοχή συχνοτήτων που δοκίμαζαν.
Μπορεί (διαβάστε: θα) χρειαστεί πολύς χρόνος μέχρι οι επιστήμονες να ανιχνεύσουν άμεσα τη σκοτεινή ύλη για πρώτη φορά, επομένως είναι καλό που ψάχνουν παντού.
VIA: gizmodo.com
