Yeni bir teori, karanlık maddenin ek bir kozmik mülteci olabileceğini öne sürüyor

karanlık maddeEvrendeki kütlenin çoğunluğunu oluşturan ele geçmez madde, ilk anda ortaya çıkan graviton adı verilen büyük kütleli parçacıklardan oluşabilir. büyük patlama.

Yeni bir teori, bu sanal parçacıkların ekstra boyutlardan gelen kozmik mülteciler olabileceğini öne sürüyor.

Araştırmacıların hesaplamaları, bu parçacıkların açıklamak için doğru miktarlarda yaratılmış olabileceğini gösteriyor. karanlık maddesadece sıradan madde üzerindeki yerçekimi ile “görülebilir”.

Erken evrende sıradan parçacıkların çarpışmaları sonucu devasa gravitonlar üretildi.

Fransa’daki Lyon Üniversitesi’nde fizikçi olan ortak yazar Giacomo Cacciaglia, WordsSideKick.com’a verdiği demeçte, bu sürecin büyük gravitonların karanlık madde adayı olması için çok nadir olduğu düşünülüyor.

Ancak dergide Şubat ayında yayınlanan yeni bir çalışmada Fiziksel İnceleme MektuplarıCacciapaglia, Kore Üniversitesi fizikçileri Haiying Cai ve Seung J. Lee ile birlikte, evrende şu anda keşfettiğimiz tüm karanlık maddeyi açıklamak için erken evrende bu gravitonların yeterince sentezlendiğini buldu.

Çalışma, eğer varsa, gravitonların 1 megaelektronvolttan (MeV) daha az bir kütleye sahip olacağını, yani bir elektronun kütlesinin iki katından fazla olmayacağını buldu.

Bu kütle seviyesi, skaladan çok daha düşüktür. Higgs bozonu Modelin evrendeki tüm karanlık maddeyi açıklamaya yetecek kadar üretmesi için gerekli olan sıradan madde kütlesi üretir. (Karşılaştırma için, bilinen en hafif parçacık nötrino2 MeV’den daha az ağırlığa sahipken, proton yaklaşık 940 MeV ağırlığındadır. Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü.)

Ekip, bu varsayımsal gravitonları, bazı fizikçilerin gözlemlenen üç uzay ve dördüncü boyutla birlikte var olduğundan şüphelenilen ekstra boyutların kanıtlarını ararken buldu. zaman.

Takım teorisinde, ne zaman yer çekimi Ek boyutlar aracılığıyla yayılır ve evrenimizde devasa gravitonlar olarak bedenlenir.

Ancak bu parçacıklar, sıradan madde ile zayıf bir şekilde ve yalnızca yerçekimi kuvvetiyle etkileşecektir.

Bu tanım, ışıkla etkileşime girmeyen ancak evrenin her yerinde hissedilen bir yerçekimi etkisine sahip olan karanlık madde hakkında bildiklerimize ürkütücü bir şekilde benziyor. Bu yerçekimi etkisi, örneğin, galaksilerin uçup gitmesini engelleyen şeydir.

Kacchiapalia, “Büyük gravitonların karanlık madde parçacıkları olarak ana avantajı, yalnızca yerçekimi yoluyla etkileşime girmeleri ve böylece varlıklarını tespit etme girişimlerinden kaçabilmeleridir.” Dedi.

Buna karşılık, diğer karanlık madde adayları – zayıf kütleli parçacıkların, aksonların ve aksonların etkileşimi gibi – önerdiler. nötrinolar Ayrıca diğer güçler ve etki alanları ile çok ince etkileşimleri yoluyla da hissedilebilirler.

Büyük kütleli gravitonların yerçekimi yoluyla evrendeki diğer parçacıklar ve kuvvetlerle neredeyse hiç etkileşmemesi, başka bir avantaj sunar.

Cacciapaglia, “Çok zayıf etkileşimleri nedeniyle, o kadar yavaş bozunurlar ki, evrenin ömrü boyunca sabit kalırlar. Aynı nedenle, evrenin genişlemesi sırasında yavaş yavaş üretilirler ve bugüne kadar orada birikirler.” Dedi.

Geçmişte fizikçiler, gravitonların olası bir aday karanlık madde olduğunu düşündüler çünkü onları üreten süreçler çok nadirdi. Sonuç olarak, gravitonlar diğer parçacıklardan çok daha düşük oranlarda üretilecektir.

Ancak ekip, pikosaniye cinsinden (saniyenin trilyonda biri) sonra büyük patlamaBununla birlikte, bu gravitonlardan daha fazlası, önceki teorilerin önerdiğinden daha fazla yaratılmış olabilir.

Çalışma, bu artışın, evrende ne kadar karanlık madde bulduğumuzu tam olarak açıklamak için büyük kütleli gravitonlar için yeterli olduğunu buldu.

Kachiapalia, “Takviye bir şoktu” dedi. “Sonucun doğru olduğundan emin olmak için birçok test yapmak zorunda kaldık, çünkü bu, büyük kütleli gravitonları karanlık madde için potansiyel adaylar olarak görme biçimimizde bir paradigma kayması ile sonuçlanıyor.”

Çünkü enerji ölçeğinin altında büyük kütleli gravitonlar oluşur. Higgs bozonumevcut parçacık fiziğinin iyi tanımlamadığı daha yüksek enerji ölçekleriyle ilgili belirsizlikten kurtulmuş.

Takımın teorisi, aşağıdaki gibi parçacık hızlandırıcılarda çalışılan fiziği birbirine bağlar: Büyük Hadron Çarpıştırıcısı Yerçekimi fiziği ile.

Bu, 2035’te çalışmaya başlaması gereken CERN’deki Future Circular Collider gibi güçlü parçacık hızlandırıcılarının potansiyel karanlık madde parçacıklarının kanıtlarını arayabileceği anlamına geliyor.

Kacchiapalia, “Muhtemelen en iyi şansımız, geleceğin Yüksek Çözünürlüklü Parçacık Çarpıştırıcısı” dedi. “Bu, şu anda araştırdığımız bir şey.”

Bu makale aslen tarafından yayınlandı Canlı Bilimi. Okumak Orijinal makale burada.