Pierwszy dowód na to, że lustro może wypełnić wszechświat?

Kiedy astronomowie badają odległe galaktyki, widzą tylko niewielki ułamek masy potrzebnej do utrzymania tych grup gwiazd razem. Bez jakiejś dodatkowej ukrytej masy galaktyki powinny się rozpaść.

Astronomowie nazywają tę ukrytą masę „ciemną materią”, a fizycy na całym świecie angażują się w coraz bardziej zdesperowany wyścig, aby znaleźć na to dowody na Ziemi. Dlatego istnieje ponad 30 eksperymentów w różnych częściach planety poszukujących tego materiału.

Konsensus jest taki, że pomimo tego globalnego wysiłku ciemna materia pozostaje dobrze ukryta. Nikt nie miał pojęcia o tych rzeczach.

To nikt poza włoską grupą, która przez ostatnie dziesięć lat oglądała gigantyczną bryłę jodku sodu. Uważają, że każda ciemna materia uderzająca w jodek sodu powinna generować foton. I że gdy Ziemia porusza się wokół Słońca, powinni widzieć więcej fotonów, gdy zmierzają w tło morza ciemnej materii, niż gdy się od niego oddalają.

Rzeczywiście, ten sezonowy sygnał jest dokładnie tym, co widzi zespół. Twierdzą, że eksperyment o nazwie DAMA/LIBRA jest pierwszym bezpośrednim dowodem istnienia ciemnej materii.

Kłopot w tym, że nikt inny im nie wierzy, głównie dlatego, że tak wiele innych eksperymentów nic nie widziało. Krytycy twierdzą, że za te sygnały sezonowe musi być odpowiedzialne coś innego, być może jakiś rodzaj zmiany środowiskowej, takiej jak zmiana temperatury.

Potem, około miesiąc temu, wszystko się zmieniło, gdy eksperyment CoGent z siedzibą w USA doniósł, że również znalazł ślad ciemnej materii. CoGent szuka dowodów na to, że cząstki ciemnej materii zderzyły się z kryształem germanu i zespół CoGent twierdzi, że eksperyment dostarcza licznych dowodów na tego rodzaju kolizje.

Co ciekawe, podczas gdy większość eksperymentów poszukuje stosunkowo ciężkich cząstek ciemnej materii, które powinny powodować zderzenia o wyższej energii, CoGent szuka znacznie lżejszych cząstek.

Interesujące jest to, że dowody DAMALIBRA pochodzą z podobnego zakresu masy.

Teraz teoretycy próbują pogodzić wyniki DAMA i CoGent, znajdując model ciemnej materii, który może je wyjaśnić. W zeszłym miesiącu Liam Fitzpatrick z Boston University wraz z kilkoma kolegami zasugerował, że jasna, słabo oddziałująca cząsteczka ciemnej materii może wyjaśnić oba wyniki.

A dziś jeszcze ciekawsze rozwiązanie ma Robert Foot z University of Melbourne. Mówi, że lustrzana materia może wyjaśnić jedno i drugie. Ten wynik zwiększa wagę interpretacji lustrzanej ciemnej materii w eksperymentach z bezpośrednią detekcją, mówi.

Teoria materii lustrzanej sugeruje, że każda cząstka w modelu standardowym ma odpowiednik lustrzany, który bardzo słabo oddziałuje ze zwykłą materią.

Jednak cząstki lustrzane oddziałują ze sobą dokładnie w taki sam sposób, jak zwykłe cząstki. W tym scenariuszu Wszechświat jest wypełniony lustrzanymi planetami, gwiazdami i galaktykami. To niesamowity pomysł.

Foot jest jednym z czołowych zwolenników materii lustrzanej i twierdzi, że inne obserwacje również wskazują na jej istnienie.

Być może nowe dowody skuszą astronomów do dokładniejszego przyjrzenia się. Jeśli istnieje, lustrzana materia powinna być obserwowalna w inny sposób. Na przykład jego grawitacja powinna zaginać światło, powodując zdarzenia mikrosoczewkowania, chociaż odróżnienie zdarzeń mikrosoczewkowania materii lustrzanej od tego samego spowodowanego przez zwykłą, ale słabą materię będzie trudne.

Mimo to interesująca droga do kontynuowania.

Odniesienia:

arxiv.org/abs/1004.1424 : Potwierdzenie CoGeNT sygnału DAMA

arxiv.org/abs/1003.0014 : Implikacje CoGeNT i DAMA dla światła WIMP ciemna materia

ukryć