นักฟิสิกส์ได้พยายามค้นหาสสารมืดมาเป็นเวลานานและได้รับการตรวจสอบสารลึกลับที่ประกอบขึ้นเป็นหนึ่งในสี่ของจักรวาล แนวคิดหนึ่งสำหรับสิ่งที่ซ่อนอยู่ใต้เสื้อคลุมล่องหน? อนุภาคขนาดเล็กจำนวนมากเลือนที่ทำตัวเหมือนอนุภาคขนาดมหึมา
แต่การล่าล่าสุดสำหรับอนุภาคฟัซซี่และเบาที่ถูกตีพิมพ์เมื่อวันที่ 28 กุมภาพันธ์ในวารสาร Cosmology และ Astroparticle Physics ได้เกิดขึ้นด้วยมือเปล่า
ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าหากสสารมืดทำมาจากอนุภาคขนาดเล็กเหล่านี้จริง ๆ แล้วมันจะเข้าใจยากอย่างที่ชื่อของมันบ่งบอกและแทบจะไม่โต้ตอบกับสสารธรรมดา
หัวใจแห่งความมืด
สสารมืดเป็นหนึ่งในความลับที่ดีที่สุดของจักรวาล สิ่งของไม่ตอบโต้กับแสง แต่ยังออกแรงดึงความโน้มถ่วงในเรื่องอื่น แม้ว่ามันจะประกอบด้วยมวลและพลังงานประมาณหนึ่งในสี่ในจักรวาล แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ไม่สามารถหามันได้หรือแม้แต่หาว่ามันทำมาจากอะไร
นักวิทยาศาสตร์หลายคนคาดการณ์ว่าสสารมืดอาจประกอบด้วยการมีปฏิสัมพันธ์อย่างอ่อนช้อยกับอนุภาคขนาดใหญ่ WIMP แต่ทฤษฎี WIMP เกิดขึ้นได้หลายวิธี ตัวอย่างเช่นอนุภาคเหล่านี้ควรทำให้เกิดโครงสร้างเล็ก ๆ ในเว็บกาแลคซีที่นักดาราศาสตร์ไม่ได้เห็น ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์บางคนกำลังมองไปในอีกทางหนึ่งสำหรับสสารมืด - เป็นอนุภาคที่เบามาก
ในขณะที่มีความคิดมากมายเกี่ยวกับสสารมืดที่อาจเป็นไปได้ แต่ก็ไม่มีใครมีหลักฐานสนับสนุนมากนัก Sergey Troitsky ผู้ร่วมเขียนบทความและนักวิจัยจากสถาบันวิจัยนิวเคลียร์แห่งรัสเซียสถาบันวิทยาศาสตร์รัสเซียกล่าว "ดังนั้นเราต้องพิจารณาศึกษาและกีดกันความเป็นไปได้ทั้งหมดทีละอย่าง"
บางทฤษฎีเบาเป็นที่รู้จักกันในนามสสารมืดคลุมเครือเสนออนุภาคที่มีน้ำหนักเบากว่าอิเล็กตรอนประมาณ 10 ^ 28 เท่าสสารมืดที่ "คลุมเครือ" นี้ถูกตั้งชื่อเช่นนั้นเพราะมวลต่ำหมายความว่ามันทำหน้าที่คล้ายกับอนุภาคเลอะเทอะ ขอบเขตกว่าคลื่นการวิจัยใหม่ทดสอบวิธีการหาอนุภาคประเภทนี้ในแสงจากกาแลคซีที่ใช้งานอยู่
เนื่องจากสสารมืดประกอบขึ้นเป็นส่วนใหญ่ของเอกภพถ้ามันทำจากอนุภาคที่มีน้ำหนักเบาต้องมีพวกมันมากมาย ในความเป็นจริงแล้วมีอยู่มากมายในสภาพที่เป็นเอกลักษณ์เช่นสนามหรือคอนเดนเสทของ Bose-Einstein ซึ่งเป็นอนุภาคที่มักจะอยู่ในอุณหภูมิที่เย็นจัดเป็นก้อนและรวมกันเป็นหนึ่งเดียว ในขณะที่อนุภาคสสารมืดแต่ละอันไม่ตอบสนองกับแสงซึ่งเป็นสาเหตุที่นักวิทยาศาสตร์พยายามที่จะค้นหาพวกมัน - บนสเกลขนาดใหญ่สนามจะมีผลที่เห็นได้ชัดเจนในโพลาไรเซชันหรือทิศทางของแสงเมื่อมันเคลื่อนผ่านอวกาศ สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่อความหนาแน่นของสนามหมุนเป็นประจำทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงวิธีที่แสงเดินทางผ่านบริเวณนั้น
ทฤษฎีนี้ชี้ให้เห็นว่าเอฟเฟกต์นี้สามารถมองเห็นได้ในบริเวณที่มีสสารมืดอย่างน้อย 325 ปีแสง อัตราการสั่นของสนามขึ้นอยู่กับมวลของอนุภาคสสารมืดที่เบาที่สุดดังนั้นเมื่อเห็นผลนี้นักวิทยาศาสตร์หวังว่าพวกเขาจะสามารถวัดมวลของสสารมืดได้
เพื่อค้นหาการเปลี่ยนแปลงในโพลาไรเซชันของแสงเนื่องจากสสารมืดแสงน้อยที่สุดนักวิทยาศาสตร์ได้ดูข้อมูลเก็บถาวรจาก Very Long Baseline Array กล้องโทรทรรศน์วิทยุซึ่งประกอบด้วยกล้องโทรทรรศน์ 10 (82 ฟุต) (25 เมตร) ที่ดำเนินการจาก Socorro, New เม็กซิโก พวกเขามุ่งเน้นไปที่แสงจากหัวใจของกาแลคซี 30 แห่งซึ่งพ่นสสารออกมาจำนวนมากในเครื่องบินไอพ่นที่สามารถยืดอายุแสงหลายร้อยปี แสงจากกาแลคซีเหล่านี้มีขั้วสูงและได้รับการศึกษาอย่างดีดังนั้นข้อมูลการเก็บถาวรระยะยาวเกี่ยวกับพวกมันจึงมีอยู่แล้ว
"เรามักใช้ข้อมูลทางดาราศาสตร์จากเอกสารที่ตีพิมพ์หรือฐานข้อมูลที่เปิดเผยต่อสาธารณชนเพื่อ จำกัด คุณสมบัติของอนุภาคมูลฐาน" Troitsky กล่าวกับ Live Science “ แต่คราวนี้เราได้ติดต่อกับนักดาราศาสตร์วิทยุเพื่อนของพวกเขาและพวกเขาขุดข้อมูลของพวกเขาเองเลือกซีรีย์การสังเกตอย่างระมัดระวังสำหรับงานของเรา”
จากการวิเคราะห์ข้อมูลมาสองทศวรรษนักวิทยาศาสตร์พบว่ามีความผันผวนมากมาย แต่ไม่ใช่ประเภทที่พวกเขาต้องการ นิวเคลียสกาแลกติกที่ใช้งานมักจะเต้นโดยไม่มีความถี่ปกติ แต่ออสซิลเลชันจากสสารมืดเบาจะเกิดขึ้นกับช่วงเวลาเดียวกันระหว่างการแกว่ง
ในที่สุดนักวิทยาศาสตร์ไม่เห็นสัญญาณใด ๆ ของสสารมืดที่มีแสงน้อยอย่างน้อยที่สุดในประเภทของมวลชนที่สามารถอธิบายถึงการขาดโครงสร้างขนาดเล็กที่พบในเว็บกาแลคซี อย่างไรก็ตามนั่นไม่ได้หมายความว่ามันไม่มีอยู่จริง
ไม่มีการรับประกันว่าอนุภาคสสารมืดจะมี ใด การมีปฏิสัมพันธ์กับโลกที่มองเห็นได้นอกจากแรงดึงดูดของโลก "Troitsky กล่าว" มันเป็นการยากมากที่จะค้นพบอนุภาคที่มีมวลบ้างและไม่มีปฏิสัมพันธ์อื่นแม้ว่ามันจะเป็นตัวเลือกที่ง่ายที่สุดในการอธิบายสสารมืด
ในขณะที่การวิจัยใหม่อาจทำให้สสารมืดเบาแบบธรรมดาไม่น่าเป็นไปได้ แต่นักวิจัยยังไม่พร้อมที่จะออกกฎ
“ สิ่งเดียวที่เรารู้แน่นอนเกี่ยวกับสสารมืดคือมันอยู่นอกฟิสิกส์อนุภาคที่รู้จัก” เรนนันบาร์คกานานักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเทลอาวีฟในอิสราเอลกล่าวซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษา "ดังนั้นจนกว่าเราจะมีหลักฐานเชิงสังเกตที่น่าเชื่อถือเกี่ยวกับธรรมชาติของสสารมืดเราควรระมัดระวังเกี่ยวกับการเดาและการคาดเดา ... และเปิดใจให้กว้าง"
