Een team van onderzoekers heeft een nieuwe manier voorgesteld om naar donkere materie te zoeken: in verstoringen van de ruimte-tijd zelf. Het team bestudeerde gegevens uit de derde ronde van observaties uitgevoerd door het Laser Interferometer Gravitational Observatory (LIGO) en kwam met verrassende resultaten. Gepubliceerd De bevindingen werden eerder deze maand gedaan Materiële beoordelingsbrieven.
Donkere materie is een overkoepelende term voor materie waarvan het bestaan kan worden afgeleid uit de zwaartekrachtinteracties met gewone materie, maar die verder onzichtbaar is. Donkere materie is verantwoordelijk voor ongeveer 27% van de energie- en massa-inhoud van het universum, en hoewel het een enorme hoeveelheid van alles voor zijn rekening neemt, is het rechtstreeks waarnemen ervan uiterst moeilijk gebleken. Zoals het er nu uitziet, hebben wetenschappers dat nog niet gedaan. In plaats daarvan beperkten ze zich tot het observeren van de zwaartekrachteffecten op andere objecten.
“Sommige theorieën suggereren dat donkere materie zich meer als een golf dan als een deeltje gedraagt”, zegt Alexander Gutell, natuurkundige aan de Universiteit van Cardiff en hoofdauteur van het onderzoek. Phys.org zei“Deze golven zouden kleine oscillaties in gewone materie veroorzaken, die zouden kunnen worden gedetecteerd door zwaartekrachtgolfdetectoren.”
Zwaartekrachtgolfdetectoren zoals LIGO gebruiken interferometrie om rimpelingen in de ruimte-tijd waar te nemen die worden veroorzaakt door de beweging en interacties van massieve objecten zoals zwarte gaten en neutronensterren. LIGO meet in wezen de afstand die laserstralen ondergronds afleggen; Wanneer zwaartekrachtgolven de ruimtetijd inkrimpen of uitbreiden, kunnen wetenschappers aan de gegevens zien dat de laserstralen een iets langere of kortere afstand hebben afgelegd dan voorheen, wat wijst op het passeren van een zwaartekrachtgolf.
Het nieuwste team heeft gekeken naar zeer lichte bosonen, een van de veronderstelde vormen van donkere materie (andere omvatten axionen en donkere fotonen). Een uniek kenmerk van donkere materie dat het team onderzocht, is dat het een zwakke interactie heeft met zowel materie als licht, vergelijkbaar met zwak op elkaar inwerkende massieve deeltjes, of WIMPs, en wolkachtige formaties kan vormen die het mogelijk maken dat ze in zwaartekrachtsgolven verschijnen. detectorgegevens.
“Op atomair niveau kun je je voorstellen dat het donkere materieveld samen met het elektromagnetische veld fluctueert”, zegt Guettel. “Donkere-materieveldoscillaties wijzigen actief de fundamentele constanten, dat wil zeggen de fijne structuurconstante en de elektronenmassa, die elektromagnetische interacties bepalen.”
Hoewel het team donkere materie niet rechtstreeks heeft gedetecteerd, heeft het nieuwe grenzen gesteld aan de kracht van de interactie die deze materie kan hebben met LIGO-componenten. De nieuwe meting van het team verbeterde eerdere metingen met een factor 10.000 in het specifieke frequentiebereik dat ze aan het testen waren.
Het kan nog lang duren voordat wetenschappers voor het eerst donkere materie rechtstreeks kunnen detecteren, dus het is goed dat ze overal zoeken waar ze maar kunnen.
‘Webgeek. Wannabe-denker. Lezer. Freelance reisevangelist. Liefhebber van popcultuur. Gecertificeerde muziekwetenschapper.’
