Cercetătorii au dezvoltat, în premieră, un nou mod de căutare a materiei întunecate

Existența materiei întunecate este o enigmă de lungă durată în Univers. Materia întunecată reprezintă aproximativ un sfert din Univers, însă nu interacționează semnificativ cu materia obișnuită.

Existența materiei întunecate a fost confirmată de o serie de observații astrofizice și cosmologice, inclusiv în imaginile recente și uimitoare ale Telescopului Spațial James Webb.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Cu toate acestea, până în prezent, nu a fost raportată nicio observație experimentală a materiei întunecate. Existența materiei întunecate a fost o întrebare pe care astrofizicienii din întreaga lume o investighează de zeci de ani în domeniul energiilor înalte și al astrofizicii.

„Acesta este motivul pentru care facem cercetare în știința fundamentală, sondând cele mai profunde mistere ale Universului. Large Hadron Collider de la CERN este cel mai mare experiment construit vreodată, iar coliziunile de particule care creează o stare asemănătoare big-bang-ului pot fi exploatate pentru a căuta indicii ale materiei întunecate”, spune profesorul Deepak Kar, de la Facultatea de Fizică a Universității Witwatersrand din Johannesburg, Africa de Sud.

O enigmă de lungă durată în Univers

Lucrând la experimentul ATLAS de la CERN, Kar și fosta sa studentă la doctorat, Sukanya Sinha (în prezent cercetător postdoctoral la Universitatea din Manchester), au fost pionierii unui nou mod de căutare a materiei întunecate. Cercetarea lor a fost publicată în revista Physics Letters B.

„În ultimele câteva decenii, o multitudine de cercetări pentru a găsi materia întunecată s-au concentrat până acum asupra particulelor masive cu interacțiune slabă, denumite WIMP”, spune Kar.

„WIMPS reprezintă o clasă de particule despre care se presupune că ar putea explica materia întunecată, deoarece nu absorb sau emit lumină și nu interacționează puternic cu alte particule. Cu toate acestea, deoarece până acum nu au fost găsite dovezi ale WIMPS’, ne-am dat seama că este nevoie de o schimbare de paradigmă în căutarea materiei întunecate”.

Materia întunecată reprezintă aproximativ un sfert din Univers

„Ceea ce ne întrebam noi era dacă particulele de materie întunecată sunt de fapt produse în interiorul unui jet de particule din modelul standard”, a spus Kar.

Acest lucru a dus la explorarea unei noi semnături de detectare cunoscute sub numele de jeturi semi-vizibile, pe care oamenii de știință nu le-au analizat niciodată înainte.

Coliziunile de mare energie ale protonilor au ca rezultat adesea producerea de jeturi colimate de particule, adunate în ceea ce se numește jeturi, scrie EurekAlert.

Jeturile semi-vizibile ar apărea atunci când quarcii întunecați ipotetici se descompun parțial în quarci din modelul standard (particule cunoscute) și parțial în hadroni întunecați stabili. Deoarece acestea sunt produse în perechi, de obicei împreună cu jeturi suplimentare de model standard, dezechilibrul de energie sau energia lipsă în detector apare atunci când toate jeturile nu sunt complet echilibrate. Astfel, direcția energiei lipsă este adesea aliniată cu unul dintre jeturile semi-vizibile, susțin cercetătorii.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Descoperire năucitoare: Astrofizicienii au găsit o galaxie fără materie întunecată

Trei sori alimentați de materie întunecată, descoperiți la începuturile Universului

Un instrument al misiunilor Artemis va dezvălui craterele de pe partea întunecată a Lunii

Energia întunecată a Universului ar putea să ducă la un al doilea Big Bang, arată un studiu