Naznake da bi tamna materija mogla biti sastavljena od tamnih fotona
Tamna materija mogla bi biti sastavljena od ultra lakih tamnih fotona koji su zagrijali naš svemir: ovo je novi scenarij predložen u studiji nedavno objavljenoj u Physical Review Letters. Ova hipoteza, kažu autori, izvrsno se slaže s opažanjima spektrografa kozmičkog porijekla (COS) na svemirskom teleskopu Hubble, koji vrši mjerenja "kozmičke mreže", složene i slabe mreže niti koja ispunjava svemir između galaksija.
Podaci koje je prikupio COS sugeriraju kako su kozmička intergalaktička vlakna toplija od pretpostavki iz hidrodinamičkih simulacija standardnog modela formiranja strukture.
"Budući da bi se tamni fotoni mogli pretvoriti u fotone niske frekvencije i zagrijati kozmičke strukture", objašnjavaju znanstvenici, "mogli bi dobro objasniti eksperimentalne informacije." Studiju su proveli istraživači SISSA-e u suradnji s istraživačima sa sveučilišta Tel Aviv, Nottingham i New York.
'Tamni fotoni su dobri kandidati za tamnu materiju'
"Tamni fotoni su hipotetske nove čestice koje su nositelji nove sile u tamnom sektoru, slično kao što je foton nositelj sile za elektromagnetizam", objašnjavaju autori James S. Bolton (Sveučilište Notitngham), Andrea Caputo (CERN) i Sveučilište Tel Aviv), Hongwan Liu (Sveučilište New York) i Matteo Viel (SISSA).
"Međutim, za razliku od fotona, oni mogu imati masu. Konkretno, ultra laki tamni foton, s masom samo dvadeset redova veličine manjom od mase elektrona, dobar je kandidat za tamnu materiju."
Također se očekuje da će se tamni fotoni i obični fotoni miješati poput različitih vrsta neutrina, omogućujući tamnoj materiji ultra lakog tamnog fotona da se pretvori u fotone niske frekvencije. Ti će fotoni zagrijati kozmičku mrežu, ali, za razliku od drugih mehanizama zagrijavanja, koji se temelje na astrofizičkim procesima, kao što su formiranje zvijezda i galaktički vjetrovi, ovaj proces zagrijavanja je više difuzan i učinkovitiji u regijama koje nisu vrlo guste.
Element koji nedostaje
Matteo Viel objašnjava: "Kozmičke niti obično su korištene za ispitivanje svojstava tamne materije u malim razmjerima, dok smo u ovom slučaju po prvi put upotrijebili podatke međugalaktičkog medija s niskim crvenim pomakom poput kalorimetara, kako bismo provjerili jesu li svi procesi zagrijavanja kojih smo svjesni ujedno dovoljni za reprodukciju podataka. Otkrili smo kako to nije slučaj: nešto nedostaje, što modeliramo kao doprinos tamnog fotona".
Istraživanje je utvrdilo masu i miješanje tamnog fotona sa standardnim fotonom koji su potrebni za pomirenje neslaganja između opažanja i simulacije; ovaj bi trud mogao potaknuti daljnja teorijska i promatračka istraživanja kako bi se istražila uzbudljiva mogućnost da tamni foton moguće čini tamnu materiju.
Izvor: Phys.org