Az 1960-as évek óta a csillagászok elméletük szerint az univerzumban minden látható anyag (más néven: barionikus vagy „világító anyag”) csak egy nagyon kis részét képezi annak, ami valójában ott van. Annak érdekében, hogy az uralkodó és az időben ellenőrzött gravitációs elmélet működjön (az általános relativitás meghatározása szerint), a tudósoknak azt kellett feltételezniük, hogy az univerzum tömegének körülbelül 85% -a „sötét anyag”.
A sok évtizedes tanulmány ellenére a tudósoknak még nem találtak közvetlen bizonyítékot a sötét anyagról, és az alkotó részecske és eredete továbbra is rejtély. Az Egyesült Királyságban a York-i Egyetem fizikusinak egy csoportja azonban új jelölt-részecskét javasolt, amelyet nemrég fedeztek fel. A d-csillag hexaquark néven ez a részecske képezheti a „sötét anyagot” az univerzumban a Nagyrobbanás alatt.
Az illetékes csoport Dr. Mihail Bashkanovból és Daniel Watts professzorból állt a York-i Egyetem Fizikai Tanszékén. Egy nemrégiben a Journal of Physics G: Nukleáris és részecskefizika, a pár kiszámította a d-csillag hexakarkok tulajdonságait, mint potenciális új jelöltet a sötét anyag számára.
A hexaquark egy Bose-Einstein kondenzátum példája, egy speciális “ötödik anyagállapot”, amely általában akkor alakul ki, amikor a boszon részecskék alacsony sűrűségét az abszolút nullához hűtik. Hat kvarkból állnak, amelyek általában hármasban kombinálódnak, hogy protonokat és neutronokat képezzenek egy bozon-részecske létrehozására. Ez azt jelenti, hogy több d-csillag jelenléte kombinációkat eredményezhet, amelyek protonoktól és neutronoktól eltérő dolgokat eredményeznek.
A d-csillag hexakarkok létezése évekig csupán elméleti volt, amíg a 2011-ben elvégzett kísérletek (és 2014-ben bejelentették) megmutatták a részecske lehetséges detektálását. A detektálásra 2380 MeV energiaszinten került sor, és csak egy másodperc töredékéig tartott?23 másodperc). A York-i kutatócsoport azt sugallja, hogy ezek hasonlóak azokhoz a feltételekhez, amelyek nem sokkal a nagy robbanás után lennének.
Ebben az időben vállalkozni tudtak, sok d-csillag hexaquarks csoportosulhatott volna, amikor az Univerzum lehűlt és kibővült, hogy az „ötödik anyagállapot” legyen. Amint Watts professzor elmondta a Yorki Egyetem nemrégiben kiadott sajtóközleményében:
„A sötét anyag eredete az univerzumban a tudomány egyik legnagyobb kérdése és egy olyan kérdés, amely eddig üres képet adott. Első számításaink azt mutatják, hogy a d-csillagok kondenzátumai megvalósítható új jelöltek a sötét anyag számára, és ez az új lehetőség érdemes további, részletesebb vizsgálatra. Az eredmény különösen izgalmas, mivel nem igényel semmiféle új fogalmat a fizikában. ”
Eredményeik lényegében azt mutatták, hogy a nagy robbanás utáni legutóbbi pillanatokban, amikor a kozmosz lassan lehűlt, stabil d * (2830) hexa-kvarkok alakulhatnak ki a baryonic anyag mellett. Sőt, eredményeik azt mutatják, hogy ennek a részecskéknek a termelési sebessége elegendő lett volna ahhoz, hogy figyelembe vegye az univerzum tömegének 85% -át, amelyről azt gondolják, hogy sötét anyag.
A kutatók most azt tervezik, hogy együttműködnek a németországi és az amerikai tudósokkal, hogy kipróbálják elméletüket és keressenek d-csillag hexakarkokat a kozmoszban. Már vannak néhány lehetséges csillagászati aláírásaik, amelyeket nemrégiben írtak be. Ezen felül remélik, hogy ezeket a szubatómiai részecskéket laboratóriumi környezetben készítik, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a várt módon viselkednek-e. Mindez a következő tanulmányaik tárgya.
"Az új sötét anyag jelölt létrehozásának következő lépése az lesz, hogy jobban megértsük, hogyan működnek a d-csillagok - mikor vonzzák és mikor taszítják egymást" - mondta Dr. Bashkanov. "Új méréseket vezetünk, hogy d-csillagokat hozzunk létre egy atommagban, és megvizsgáljuk, hogy tulajdonságuk eltér-e, mint amikor a szabadban vannak."
