פיסיקאים כבר מזמן ביקשו לפתוח חומר אפל ולקבל מבט ממשי על החומר המסתורי המרכיב רבע מהיקום. רעיון אחד למה מסתתר מתחת לאדרת הנסתר? הרבה חלקיקים זעירים ומעורפלים שמתנהגים כמו חלקיק ענקי אחד.
אך הציד האחרון אחר חלקיקים מעורפלים, קלים במיוחד, שפורסם ב -28 בפברואר בכתב העת Journal of Cosmology and Astro Particle Physics, עלה בידיים ריקות.
התוצאות מראות שאם חומר אפל עשוי באמת מחלקיקים זעירים אלה, הוא חמקמק כמו ששמו מרמז, ובקושי מתקשר עם חומר רגיל.
לב החשיכה
חומר אפל הוא אחד הסודות השמורים ביותר של היקום. החומר אינו מתקשר עם אור, ובכל זאת מפעיל משיכה בכבידה בנושא אחר. למרות שזה מהווה בערך רבע מהמסה והאנרגיה ביקום, מדענים לא יכולים למצוא את זה, ואפילו לא להבין ממה הוא עשוי.
מדענים רבים משערים כי חומר אפל יכול להיות מורכב מחלקיקים מאסיביים חלשים, אינטראקציה חלשה, WIMPs. אולם תיאוריות WIMP מתמצאות בכמה אופנים. לדוגמה, חלקיקים אלה צריכים לגרום למבנים קטנים ברשת הגלקסיות שהאסטרונומים לא ראו. אז במקום זאת, חלק מהמדענים מחפשים בכיוון אחר לחומר אפל - לחלקיקים קלים במיוחד.
למרות שיש רעיונות רבים לגבי חומר אפל, לאף אחד מהם אין עדויות תומכות רבות, אמר סרגיי טרויצקי, מחבר משותף לעיתון וחוקר במכון למחקר גרעיני באקדמיה הרוסית למדעים. "אז צריך לקחת בחשבון, ללמוד ולהוציא מכל אחד את האפשרויות אחת אחת."
תיאוריות מסוימות של אור אולטרה-קרקע, המכונות גם חומר מעורפל, אפל, מציעות חלקיק שקל פי 10 ^ 28 מאלקטרון. חומר כהה "מטושטש" נקרא כך מכיוון שמסתו הנמוכה פירושה שהוא פועל יותר כמו חלקיק מרוח עם מטושטש. גבולות יותר מגל. המחקר החדש בדק דרך לחפש סוגים אלה של חלקיקים באור הגלקסיות הפעילות.
מכיוון שהחומר האפל מהווה חלק כה גדול מהיקום, אם הוא מורכב מחלקיקים קלים באולטרה-סגול, בטח יש הרבה מהם. כל כך הרבה, למען האמת, שהם היו קיימים במצב ייחודי, כמו שדה או עיבוי של בוס-איינשטיין - מצב בו חלקיקים, לעתים קרובות בטמפרטורות קרירות במיוחד, מתגבשים זה בזה ומתנהגים בצורה מגובשת כאחד. בעוד שחלקיקי חומר אפל אינדיבידואלי אינם מקיימים אינטראקציה עם אור - וזו הסיבה שמדענים נאבקו למצוא אותם - בסולמות גדולים, השדה ישפיע בולט על הקיטוב, או על האוריינטציה, של האור בזמן שהוא מתנדנד בחלל. זה יתרחש כאשר צפיפות השדה מתנדנדת באופן קבוע, ולמעשה משנה את דרכו של האור דרך האזור.
התיאוריה הציעה כי ניתן לראות השפעה זו באזור של חומר אפל לפחות 325 שנות אור לרוחב. קצב התנודה של השדה תלוי ישירות במסה של חלקיקי החומר האפל האולטרה-אולטרה-אולטרה-אולטראליסטי, כך שראינו את האפקט הזה המדענים קיוו שיוכלו למדוד את מסת החומר האפל.
כדי לחפש שינויים בקיטוב האור כתוצאה משדות של חומר אפל אולטרה-אולטרה, החוקרים בדקו נתונים ארכיוניים ממערך הבסיס הארוך מאוד, טלסקופ רדיו המורכב מטלסקופים בגודל 25 מטר (25 מטר) שהופעלו מסוקורו, ניו יורק. מקסיקו. הם התמקדו באור מלבם של 30 גלקסיות, אשר מפטרים כמויות עצומות של חומר בסילונים שיכולים למתוח מאות שנות אור לרוחב. האור מהגלקסיות הללו מקוטב מאוד ונחקר היטב, ולכן כבר היו נתונים ארכיוניים ארוכי טווח אודותיהם.
"אנו משתמשים לעתים קרובות בנתונים אסטרופיזיים ממאמרים שפורסמו או ממאגרי מידע זמינים לציבור כדי להגביל את המאפיינים של חלקיקים יסודיים," אמר טרויצקי ל- Live Science. "אבל הפעם יצרנו קשר עם חברינו לאסטרונומים ברדיו והם חפרו בנתונים שלהם ובחרו בקפידה סדרות תצפיתיות רק למשימה שלנו."
על ידי ניתוח של שני עשורים של נתונים, המדענים מצאו תנודות רבות, אך לא את הסוגים שהם חיפשו. גרעינים גלקטיים פעילים לעיתים קרובות דופקים ללא תדר קבוע. אולם תנודות מחומר כהה אולטרה-סופי יתרחשו כולם באותו פרק זמן בין תנודות.
בסופו של דבר המדענים לא ראו שום סימנים לחומר אפל אולטרה-סגור, לפחות בסוגי ההמונים שיכולים להסביר את היעדרם של מבנים קטנים שנמצאו ברשת הגלקסיות. עם זאת, זה לא אומר שהם לחלוטין לא קיימים.
"אין אחריות שיש לחלקיק של חומר אפל כל אינטראקציה עם העולם הנראה מלבד כוח הכבידה, "אמר טרויצקי." היה קשה מאוד לגלות חלקיק כזה עם מסה כלשהי וללא אינטראקציה אחרת, אם כי זו אכן אחת האפשרויות הפשוטות ביותר להסביר חומר אפל. "
למרות שהמחקר החדש עשוי להפוך את חומר האפל הקונבנציונאלי לקבוצה לא סביר, החוקרים אינם מוכנים לשלול זאת.
רנן ברקנה, אסטרונום מאוניברסיטת תל אביב בישראל, שלא היה מעורב במחקר, "הדבר היחיד שאנחנו יודעים בוודאות לגבי חומר אפל הוא שהוא נמצא מחוץ לפיזיקת החלקיקים הידועה." "אז עד שתהיה לנו עדות תצפיתית משכנעת לאופי החומר האפל, עלינו להקפיד על ניחושים וספקולציות ... ולשמור על ראש פתוח."
