|
Για χρόνια, πολλοί φυσικοί έχουν αποδεχθεί ότι η σκοτεινή
ύλη αποτελείται από σωματίδια με μάζα που αλληλεπιδρούν ασθενώς
(WIMPs). Το γεγονός ότι τα σωματίδια WIMP μπορεί να εξηγήσουν με φυσικό τρόπο την ποσότητα της
σκοτεινής ύλης στο Σύμπαν - που έχει απομείνει από το Big Bang - έχει
χαρακτηριστεί ως το "θαύμα των WIMP".
Βέβαια δεν πιστεύουν όλοι οι φυσικοί ότι η σκοτεινή ύλη
αποτελείται από WIMPs. "Γνωρίζουμε λίγα πράγματα για την σκοτεινή ύλη, δεδομένου ότι δεν μπορούμε
να τη μετρήσουμε απευθείας," λέει ο Jonathan Feng. "Υπάρχουν,
φυσικά θεωρίες και μοντέλα με WIMPs που είναι ελκυστικά, επειδή τα
σωματίδια αυτά τυχαίνει να
εμφανίζονται σε πολλές δημοφιλείς θεωρίες νέων σωματιδίων και
αλληλεπιδράσεων. Τι γίνεται όμως όταν υπάρχουν και άλλες
δυνατότητες για την σκοτεινή ύλη εκτός από τα WIMPs; "
Ο
Feng, ένας φυσικός στο Πανεπιστήμιο Irvine, συνεργάστηκε με
τον Jason Kumar για να επανεξετάσει μοντέλα
της φυσικής με σκοπό να βρει από τι άλλο θα μπορούσε να αποτελείται η
σκοτεινή ύλη εκτός από τα WIMPs. Η
εργασία τους, που δημοσιεύθηκε στο
Physical Review Letters με
τίτλο "Σωματίδια Σκοτεινής Ύλης χωρίς Ασθενείς Αλληλεπιδράσεις", δείχνει ότι
η σκοτεινή ύλη θα μπορούσε να αποτελείται
από βαρύτερα σωματίδια που αλληλεπιδρούν ισχυρά, ή ακόμη και από σωματίδια που
είναι ελαφρύτερα και αλληλεπιδρούν πιο αδύνατα από τα WIMPs.
"Εκτός από τα WIMPs,"
συνεχίζει ο Feng, "υπάρχει και μια ευρύτερη κατηγορία σωματιδίων σκοτεινής
ύλης. Βρήκαμε
λοιπόν ότι κάποια από τα μοντέλα προβλέπουν κι αυτά επίσης τη σωστή ποσότητα της
σκοτεινής ύλης για το σύμπαν, αλλά με σωματίδια που αλληλεπιδρούν ή πιο
αδύνατα ή πιο ισχυρά από τα WIMPs. Γι αυτό και αναρωτιόμαστε αν η σχεδόν
αποκλειστική προσοχή μας στα WIMPs είναι πραγματικά δικαιολογημένη. "
Ο
Feng εξηγεί πως τα WIMPs πιστεύουμε πως έχουν μια μάζα περίπου 100 GeV.
Ωστόσο, υπάρχουν αποδείξεις ότι τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης θα μπορούσαν να
είναι πιο ελαφριά, ακόμα και 1 GeV. "Ένα πείραμα που
ονομάζεται DAMA έχει καταγράψει σήματα σκοτεινής ύλης, και υπάρχουν
ενδείξεις ότι έχουν δει ελαφριά σωματίδια σκοτεινής ύλης, στην περιοχή
1 GeV", εξηγεί, "και τώρα μπορούμε να προσαρμόσουμε τέτοια
σωματίδια φωτός."
Ορισμένα μοντέλα φαίνεται να υποστηρίζουν σωματίδια με ισχυρότερες
αλληλεπιδράσεις. Για να πάρουμε την ποσότητα της σκοτεινής ύλης που έχουμε
στο σύμπαν τώρα, τα σωματίδια
αυτά θα πρέπει να εξαυλώνουν το ένα το άλλο τώρα. "Τα μοντέλα αυτά υποδηλώνουν
ότι τα πρόσφατα πειράματα που ψάχνουν για πολύ ενεργητικά φωτόνια γάμα, μπορεί να είναι
πολύ ελπιδοφόρα για να βρούμε τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης."
Όμως, η ιδέα της σκοτεινής ύλης χωρίς WIMP είναι πολύ ενδιαφέρουσα γιατί
αυτή η σκοτεινή ύλη θα
μπορούσε να προσφέρει κάποια υποστήριξη στην ιδέα για ένα κρυφό τομέα -
που λέγεται επίσης και σκιώδης κόσμος σαν είδωλο του πραγματικού δικού μας. "Υπάρχουν θεωρίες
της φυσικής ότι υπάρχει ένας σκιώδης κόσμος
πίσω από τον δικό μας. Είναι ένας κατοπτρικός κόσμος σαν το δικό
μας, αλλά δεν αλληλεπιδρά με τον δικό μας. Αν η σκοτεινή ύλη αποτελείται
από WIMPs, απομακρύνεται αυτή η
δυνατότητα. "
"Βέβαια μια σκοτεινή ύλη χωρίς WIMP χρειάζεται νέες δυνάμεις που όμως δεν γνωρίζουμε
πολλά για αυτές. Κι αν θα μπορούσαμε να βρούμε αποδεικτικά στοιχεία για το είδος αυτό
της σκοτεινής ύλης, τότε το γεγονός αυτό μπορεί να είναι μια υπόδειξη ότι
υπάρχει αυτός ο σκιώδης κόσμος."
"Ίσως τα εκατομμύρια δολάρια που
δαπανώνται για τα WIMPs δεν είναι ο πιο παραγωγικός τρόπος χρήσης των
χρημάτων. Αν βάλουμε κι άλλες ιδέες στο παιχνίδι ίσως ανακαλύψουμε τι είναι
η σκοτεινή ύλη." συμπληρώνει ο
Feng.
|
