Předpokládá se, že slabé interakce masivních částic (WIMP) ovládají temnou hmotu a vyvíjí se obrovské úsilí o jejich detekci. WIMP jsou proto notoricky obtížně detekovatelné, pokud existují, je.
Někteří fyzici však nejsou tak přesvědčeni, že WIMP jsou klíčem k lovu temné hmoty. V nové studii dva američtí vědci znovu otevřeli debatu o temné hmotě, což naznačuje, že většina z ní by mohla být složena těžší, silně interagující částice, nebo možná menší, ještě více slabě interagující částice než teorie WIMP. Fyzici také zacházejí tak daleko, že naznačují, že vesmír by byl ještě zajímavějším místem, kde dominuje temná hmota bez WIMP…
“O temné hmotě víme málo, protože ji nemůžeme přímo měřit, “Řekl Jonathan Feng, fyzik z Kalifornské univerzity, Irvine. „Ale existují teorie a modely. WIMP jsou atraktivní, protože se objevují v mnoha populárních teoriích nových částic a interakcí. Ale co když existují jiné dobře motivované možnosti temné hmoty kromě WIMP?”
Feng, se spoluautorem Jasonem Kumarem, publikoval článek v Dopisy fyzické kontroly volala "Částice s tmavou hmotou bez slabých hmot nebo slabých interakcí“A výsledky zpochybnily platnost zaměření se na WIMP jako hlavní složku temné hmoty, která tvoří většinu hmoty v našem vesmíru. Problém s temnou hmotou, jak uvádí Feng, spočívá v tom, že to nemůžeme přímo měřit (pozorovat), a proto máme jen ponětí, co to je. Víme, že je to tam, pohyb galaxií a galaktických shluků naznačuje gravitační vliv něco jiné než to, co vidíme (tj. světelná hmota), ale temná hmota interaguje prostřednictvím elektromagnetické síly, což znemožňuje studium zvláště obtížné entity.
Existují silné teoretické důvody domnívat se, že WIMP jsou středem studií temné hmoty, ale Feng a Kumar složili modely, které naznačují jiné slabě a silně interagující částice mohou vysvětlit některé jevy, které pozorujeme.
“WIMP jsou velmi specifickým příkladem temné hmoty, existuje však širší třída částic“Dodal Feng. „Zjistili jsme, že některé modely také předpovídaly správné množství temné hmoty pro vesmír, ale s temnou hmotou, která mnohem silněji nebo slabě interagovala než WIMP. Zajímalo by nás, zda je téměř zaručená pozornost pro WIMP opravdu zaručena.”
Ve skutečnosti je hodně pozornosti zaměřeno na teorii WIMP, co když jsou vědci temné hmoty zamlženi jednou teorií na úkor jemnějšího vysvětlení? Jedním z klíčových vznesených bodů je, že existují silné důkazy podporující kandidáty na temnou hmotu s hmotností kolem 1 GeV. Toto zjištění pochází z projektu DAMA (Dark Matter) v Gran Sasso National Laboratories, Itálie, který zkoumá signál z možných interakcí temné hmoty v galaktickém halou. WIMPS jsou mnohem větší, s hmotností 100 GeV. Může to být signál od mnohem lehčího slabě interagujícího kandidáta na temnou hmotu?
Existují také návrhy z jiného výzkumu, že silně interagující částice se neustále ničí a vytvářejí fotony s vysokou energií, které lze pozorovat prostupující celým vesmírem. Ačkoli je to teorie, Feng je optimistický ohledně energetických fotonových experimentů.
Opětovná analýza dominance WIMP nad temnou hmotou však vytváří některé zajímavé scénáře pro vesmír. Zvažováním temné hmoty bez WIMP se začnou tvořit spíše exotická vysvětlení.
“Existují teorie, že za námi je stínový svět. Je to zrcadlový svět, který je jako náš, ale s námi nereaguje,"Řekl Feng." „U tmavé hmoty WIMP je tato možnost vzdálená.”
“Temná hmota bez WIMP vyžaduje nové síly, o nichž toho moc nevíme. Pokud byste mohli mít důkaz o tomto typu temné hmoty, může to být náznak, že tento stínový svět existuje.”
A stínový svět může znít trochu výstředně, ale je také postaven na životaschopných teoriích, tak jak je obecně přijímaná teorie WIMP. Tato nová studie je jistě připomínkou toho, že temná hmota je neznámým množstvím a vědci by měli být otevřeni jiným částicím a nejen WIMPS…
Publikace: Fyzická recenze dopisy
Zdroj: Physorg.com
