חלקיקים מאסיביים חלשים (WIMP) אינטראקציות חלשות נחשבים לשלוט בחומר אפל ונמצאים מאמצים אדירים לאתר אותם. לפיכך קשה לגלות WIMP, אם הם קיימים זה.
עם זאת, חלק מהפיזיקאים אינם כל כך בטוחים ש- WIMP הם המפתח לחיפוש אחר חומר אפל. במחקר חדש, שני חוקרים אמריקאים פתחו מחדש את הוויכוח על חומר אפל, והציעו שרובו יכול להיות מורכב ממנו חלקיקים כבדים יותר, אינטראקציה חזקה, ואולי קטן יותר, אפילו יותר חלקיקים אינטראקציה חלשה מאשר תיאוריית WIMP. הפיזיקאים גם מרחיקים לכת ולהציע כי היקום יהיה מקום מעניין עוד יותר בו שולט חומר אפל פחות WIMP ...
“אנו יודעים מעט על חומר אפל שכן איננו יכולים למדוד אותו ישירות", אמר ג'ונתן פנג, פיזיקאי מאוניברסיטת קליפורניה, אירווין. "אבל יש תיאוריות ומודלים. WIMPs הם אטרקטיביים מכיוון שהם מופיעים במקרה בתיאוריות פופולריות רבות של חלקיקים ואינטראקציות חדשות. אבל מה אם יש אפשרויות אחרות בעלות מוטיבציה לחומר אפל מלבד WIMPs?”
פנג, עם מחבר משותף ג'ייסון קומאר, פרסם מאמר ב מכתבי ביקורת גופנית שקוראים לו "חלקיקים בעלי חומר אפל ללא המונים בקנה מידה חלש או אינטראקציות חלשותהתוצאות עוררו בסימן שאלה את תקפות ההתמקדות ב- WIMP כמרכיב העיקרי בחומר האפל שחשב כמרכיב את רוב המסה ביקום שלנו. הבעיה עם החומר האפל, כפי שנאמר על ידי פנג, היא שאיננו יכולים למדוד (להתבונן) בו באופן ישיר ולכן אין לנו מושג מה הוא. אנו יודעים שזה שם, תנועת הגלקסיות והצבירים הגלקטיים מעידים על השפעה מכבידה של משהו מלבד מה שאנחנו יכולים לראות (כלומר חומר זוהר), אך חומר אפל אינו מתקשר באמצעות הכוח האלקטרומגנטי, מה שהופך אותו לישות שקשה במיוחד ללמוד אותה.
ישנן סיבות תיאורטיות חזקות להאמין שקבוצת ה- WIMP עומדת במרכז מחקרי החומר האפל, אך פנג וקומאר הרכיבו מודלים המצביעים על חלקיקים אחרים חלשים, ובאופן חזק, יכולים להסביר חלק מהתופעות שאנו צופים בהן.
“WIMPs הם דוגמה מאוד ספציפית לחומר אפל, אך ישנו מחלקה רחבה יותר של חלקיקיםפנג הוסיף. "גילינו שחלק מהדגמים ניבאו גם את הכמות הנכונה של חומר אפל ליקום, אך עם חומר אפל שהיה אינטראקציה הרבה יותר חזקה או חלשה מאשר WIMPs. אנו תוהים אם תשומת לב כמעט בלעדית עבור WIMPs באמת מוצדקת.”
אכן, תשומת לב רבה ממוקדת בתיאוריה של WIMP, מה אם חוקרי חומרים אפלים ממצמצים על ידי תיאוריה אחת לרעת הסבר עדין יותר? אחת מנקודות המפתח שהועלו היא שיש עדויות חזקות התומכות במועמדים בנושא אפל עם מסה של בערך GeV 1. ממצא זה מגיע מפרויקט DAMA (Dark Matter) במעבדות הלאומיות של גרן סאסו, איטליה, החוקר את האיתות מאינטראקציות אפשריות של חומר אפל בהילה הגלקטית. WIMPS גדולים בהרבה, עם מסה של 100 GeV. האם יכול להיות שמאות זה הוא ממועמד של חומר אפל קליל בהרבה, שעוסק באינטראקציה?
יש גם הצעות ממחקרים אחרים לפיה חלקיקים בעלי אינטראקציה חזקה מחסלים כל הזמן, ומייצרים פוטונים בעלי אנרגיה גבוהה שניתן לראות בהם חודרים ביקום כולו. למרות שזו תיאוריה, פנג אופטימי לגבי ניסויי פוטון אנרגטיים.
עם זאת, ניתוח מחודש של הדומיננטיות של WIMP על חומר אפל יוצר כמה תרחישים מעניינים עבור היקום. על ידי בחינת חומר אפל פחות WIMP, כמה הסברים אקזוטיים למדי מתחילים להיווצר.
“ישנן תיאוריות שיש עולם צל מאחורינו. זהו עולם מראה דומה לשלנו, אך אינו מתקשר עםנו,"אמר פנג. "עם חומר אפל של WIMP אפשרות זו רחוקה.”
“חומר אפל פחות WIMP דורש כוחות חדשים שאנחנו לא באמת יודעים עליהם הרבה. אם יכולות להיות לך הוכחות לסוג זה של חומר אפל, יכול להיות שזה רמז שעולם הצל הזה קיים.”
א עולם הצללים אולי נשמע מעט אקסצנטרי, אבל הוא גם בנוי מתיאוריות ברות-קיימא בדיוק כמו שתורת WIMP המקובלת היא. המחקר החדש הזה הוא בהחלט תזכורת לכך שחומר אפל הוא כמות לא ידועה, ועל החוקרים להיות פתוחים לחלקיקים אחרים לא רק WIMPS…
פרסום: מכתבי ביקורת גופנית
מקור: Physorg.com
