Biết các ứng cử viên vật chất tối giả định chính

Chúng tôi ở Mega Curioso đã nói chuyện nhiều lần về vật chất tối. Như chúng tôi đã giải thích, rất khó phát hiện vì nó không hấp thụ hoặc phản xạ ánh sáng và do đó vô hình. Mặt khác, sự tồn tại của nó là có thật, vì lực hấp dẫn và tương tác của nó với vật chất thông thường trong vũ trụ có thể được đo lường - và các nhà thiên văn học tin rằng hơn 25% vũ trụ được cấu tạo từ nó.

Điều đó có nghĩa là, theo Johar Ashfaque, một nhà nghiên cứu tại Đại học Liverpool, Anh, khi chúng ta nhìn vào không gian, ngay cả khi chúng ta làm điều đó thông qua các thiết bị mạnh mẽ và nhạy cảm nhất mà chúng ta có, chúng ta chỉ có thể thấy một phần nhỏ những gì tồn tại. xung quanh.

Trên thực tế, theo Johar, cứ mỗi gram nguyên tử trong vũ trụ, chúng ta có lượng vật chất tối gấp năm lần - và mặc dù nó rất phong phú, các nhà khoa học đã cố gắng phát hiện ra nó trong nhiều thập kỷ. Tuy nhiên, trong khi khoa học tiếp tục cố gắng làm sáng tỏ bí ẩn về vật chất tối là gì, thì rốt cuộc, một số hạt giả thuyết được coi là ứng cử viên mạnh. Đây là những gì họ là:

1 - WIMP

Cái tên WIMP xuất phát từ các hạt lớn tương tác yếu và đề cập đến một hạt giả thuyết hành xử khác với vật chất như chúng ta biết. Các mô hình toán học đã chỉ ra rằng nếu hạt này tồn tại, nó sẽ dồi dào gấp năm lần so với vật chất thông thường - trùng với lượng vật chất tối có trong vũ trụ.

Theo Johar, WIMP sẽ tương tác với vật chất thông thường thông qua lực điện từ của chúng, điều này sẽ giải thích tại sao vật chất tối là vô hình. Như ông giải thích, khoảng 10.000 hạt này sẽ đi qua mỗi inch vuông trên hành tinh của chúng ta mỗi giây và chỉ tương tác thông qua trọng lực và tác dụng một lực nhỏ.

Do đó, nếu các nhà nghiên cứu xác nhận sự tồn tại của WIMP, các đặc điểm của chúng chỉ ra rằng chúng có thể được phát hiện thông qua các va chạm của chúng - sẽ ảnh hưởng đến các hạt tích điện ở đây trên hành tinh của chúng ta, khiến chúng tạo ra ánh sáng.

2 - Trục

Theo Johar, các trục sẽ là các hạt giả thuyết di chuyển chậm, có khối lượng nhỏ, không có điện tích và chỉ tương tác yếu với vật chất thông thường - có nghĩa là chúng sẽ không dễ dàng phát hiện ra.

Tuy nhiên, các nhà vật lý tin rằng nếu sự tồn tại của chúng được xác nhận, các sợi trục cụ thể có thể giải thích bản chất vô hình của vật chất tối, bởi vì nếu chúng nhẹ hơn hoặc nặng hơn, chúng ta có thể phát hiện ra chúng. Hơn nữa, nếu các hạt này tồn tại, chúng sẽ có thể phân hủy thành các cặp photon và các nhà vật lý có thể tập trung tìm kiếm vào các cặp hạt ánh sáng này để xác nhận sự hiện diện của chúng.

3 - MALE

Bạn có nghĩa là bạn đã không tìm thấy tên "MALE" vui vẻ? Trên thực tế, đó là từ viết tắt của Massive Compact Halo Object và đề cập đến một hạt giả thuyết nằm trong số những ứng cử viên mạnh nhất để giải thích sự tồn tại và nguồn gốc của vật chất. tối

Như Johar đã giải thích, như với các sao lùn nâu và trắng và sao neutron, MALE ( nghiêm túc ... cái tên này rất hay! ) Cũng sẽ bao gồm vật chất thông thường. Tuy nhiên, điều làm cho các hạt này trở nên vô hình là chúng phát ra rất ít hoặc không có ánh sáng.

Một cách để phát hiện ra chúng là bằng cách theo dõi độ sáng của các ngôi sao ở xa thông qua một hiện tượng được gọi là thấu kính hấp dẫn. Hiệu ứng này được quan sát thấy khi ánh sáng phát ra từ các ngôi sao làm chệch hướng khi chúng đi qua các thiên thể khổng lồ - chẳng hạn như các thiên hà - làm lệch hướng ánh sáng khỏi các vật thể phía sau chúng so với các quan sát viên trên Trái đất.

Bởi vì hiện tượng thị giác này có thể khiến ánh sáng phát ra từ vật thể xa nhất đến Tập trung vào tâm điểm do sự can thiệp từ vật thể gần nhất, tăng cường độ sáng của vật thể xa hơn - cho phép các nhà nghiên cứu ước tính lượng vật chất ẩn. ở đằng kia

Khó khăn là hiệu ứng phụ thuộc vào lượng vật chất tối và phổ biến tồn tại trong một thiên hà, và Johar cho biết các nhà khoa học nghĩ rằng không có khả năng đủ các vật thể tối này có thể tích lũy để biện minh cho sự phong phú của vật chất tối. tồn tại trong vũ trụ.

4 - Hạt Kaluza-Klein

Lý thuyết của Kaluza-Klein dựa trên sự tồn tại của chiều thứ năm vô hình - vượt thời gian và ba chiều không gian khác, cụ thể là chiều cao, chiều rộng và chiều sâu. Giả thuyết này cũng dự đoán một hạt sẽ có khối lượng tương đương 550 đến 650 proton và có thể giải thích sự tồn tại của vật chất tối.

Theo Johar, hạt được dự đoán bởi Kaluza-Klein có thể tương tác với vật chất thông qua lực điện từ và lực hấp dẫn. Tuy nhiên, vì nó ở trong một chiều mà chúng ta không thể "nhìn thấy", điều này sẽ giải thích tại sao chúng ta không thể tìm thấy nó bằng cách chỉ cần hướng các kính viễn vọng lên trời.

Mặt khác, vì hạt Kaluza-Klein sẽ phân hủy thành các hạt có thể đo được - chẳng hạn như photon và neutrino - các nhà vật lý đang cố gắng phát hiện nó bằng cách thử nghiệm Máy va chạm Hadron lớn.

5 - Gravitino

Theo Johar, sự tồn tại của gravitine được dự đoán nhờ sự kết hợp giữa lý thuyết siêu đối xứng và lý thuyết tương đối tổng quát, tức là các lý thuyết về siêu lực. Đầu tiên trong số này - siêu đối xứng - nói rằng tất cả các boson (các hạt có spin nguyên, chẳng hạn như photon) có một siêu đồng hành giả thuyết được gọi là một fotino Hồi, mà lần lượt có một spin bán nguyên. .

Về cơ bản, gravitino sẽ là siêu đồng hành graviton (cũng là giả thuyết) - sẽ là hạt chịu trách nhiệm truyền lực hấp dẫn. Do đó, trong một số mô hình siêu lọc nhất định trong đó gravitine có khối lượng nhỏ, nó có thể giải thích sự hiện diện của vật chất tối.

* Đăng ngày 15/12/2015