Bolehkah kita menemui perkara yang gelap?
Itulah persoalan yang dikemukakan dalam makalah baru yang diterbitkan pada Feb.12 dalam Journal of Physics G. Penulis menggambarkan bagaimana masalah gelap boleh dibuat daripada zarah yang dikenali sebagai d * (2380) hexaquark, yang mungkin dikesan pada tahun 2014.
Perkara gelap, yang menimbulkan tarikan graviti tetapi tidak memancarkan cahaya, bukan sesuatu yang pernah disentuh atau dilihat seseorang. Kami tidak tahu apa yang dibuat, dan banyaknya carian untuk barang-barang itu kosong. Tetapi majoriti ahli fizik yang yakin yakin wujud. Bukti-bukti ini ditoreh di seluruh alam semesta: Kelompok-kelompok bintang berputar jauh lebih cepat dari yang seharusnya, gangguan misterius cahaya melintasi langit malam, dan bahkan lubang-lubang menembusi galaksi kita oleh titik pelindung yang tidak kelihatan untuk sesuatu yang berada di luar sana - dari jisim alam semesta - yang belum kita fahami.
Teori-teori yang paling banyak dikaji tentang perkara gelap melibatkan seluruh kelas zarah-zarah yang tidak pernah dilihat sebelumnya dari luar Standard Model fizik, teori dominan yang menggambarkan zarah-zarah subatomik. Kebanyakannya sesuai dengan salah satu daripada dua kategori: axions ringan dan WIMPs kelas berat, atau lemah berinteraksi zarah besar-besaran. Terdapat teori-teori lain yang lebih eksotik yang melibatkan spesies neutrino yang belum ditemui atau kelas teori lubang hitam mikroskopik. Tetapi jarang ada yang mencadangkan bahawa materi gelap dibuat daripada sesuatu yang kita sudah tahu wujud.
Mikhail Bashkanov dan Daniel Watts, ahli fizik di University of York di England, memecahkan cetakan itu, dengan alasan bahawa d * (2380) hexaquark, atau "d-star," dapat menjelaskan semua perkara yang hilang.
Quark adalah zarah fizikal asas dalam Model Standard. Tiga daripadanya terikat bersama (menggunakan zarah yang dikenali sebagai gluon) boleh membuat proton atau neutron, blok bangunan atom. Susunnya dengan cara lain dan anda mendapat zarah yang berbeza dan lebih eksotik. D-bintang adalah zarah enam kuark yang positif, yang dipercayai oleh penyelidik untuk sekeranjang satu ketika eksperimen 2014 di Pusat Penelitian Jülich Jerman. Kerana ia begitu seketika, pengesanan d-bintang itu tidak disahkan sepenuhnya.
Individu d-bintang tidak dapat menjelaskan perkara gelap kerana mereka tidak tahan lama sebelum membusuk. Walau bagaimanapun, Bashkanov memberitahu Live Science, awal dalam sejarah alam semesta, zarah mungkin berpelukan dengan cara yang akan menghalang mereka daripada membusuk.
Senario itu berlaku dengan neutron. Ambil neutron daripada nukleus, dan ia cepat mereput, tetapi campurkan dengan neutron dan proton lain di dalam nukleus, dan ia menjadi stabil, kata Bashkanov.
"Hexaquarks berkelakuan dengan cara yang sama," kata Bashkanov.
Bashkanov dan Watts berteori bahawa kumpulan bintang-d boleh membentuk bahan yang dikenali sebagai kondensat Bose-Einstein, atau BECs. Dalam eksperimen kuantum, BEC terbentuk apabila suhu jatuh begitu rendah sehingga atom mula bertindih dan bercampur bersama, sedikit seperti proton dan neutron di dalam atom. Ia adalah satu perkara yang berbeza daripada perkara pepejal.
Pada awal sejarah alam semesta, BECs ini akan menangkap elektron bebas, membentuk bahan yang dikenakan neutral. BEC yang didakwa neutrally yang dikenakan didakwa oleh ahli fizik, akan berkelakuan seperti perkara gelap: tidak kelihatan, tergelincir melalui bahan bercahaya tanpa menyedihkan, tetapi mengeluarkan tarikan graviti yang ketara di alam sekitar di sekelilingnya.
Sebab anda tidak terjatuh melalui kerusi apabila anda duduk di atasnya adalah bahawa elektron kerusi menolak terhadap elektron di bahagian belakang anda, mewujudkan penghalang caj elektrik negatif yang enggan menyeberang jalan. Di bawah keadaan yang betul, Bashkanov berkata, BEC yang diperbuat daripada hexaquark dengan elektron terperangkap tidak mempunyai halangan seperti itu, tergelincir melalui pelbagai jenis perkara seperti hantu yang sangat neutral.
BEC ini mungkin terbentuk tidak lama selepas Big Bang, kerana ruang beralih dari laut plasma quark-gluon panas tanpa zarah atom yang berbeza ke era moden kita dengan zarah-zarah seperti proton, neutron dan sepupu mereka. Pada masa ini, apabila zarah-zarah atom asas terbentuk, keadaannya sesuai untuk hexaquark BECs untuk mendakan dari plasma quark-gluon.
"Sebelum peralihan ini, suhu terlalu tinggi, selepas itu, kepadatannya terlalu rendah," kata Bashkanov.
Semasa tempoh peralihan ini, quarks dapat membeku ke dalam zarah biasa seperti proton dan neutron, atau ke BEC hexaquark yang hari ini mungkin membentuk masalah gelap, kata Bashkanov. Sekiranya BEC ini terdapat di sana, para penyelidik menulis, kami mungkin dapat mengesannya. Walaupun BEC agak lama, mereka kadang-kadang akan mereput sekitar Bumi. Dan kerosakan itu akan muncul sebagai tandatangan tertentu dalam pengesan yang direka untuk melihat sinar kosmik, dan muncul seolah-olah ia datang dari setiap arah sekaligus seolah-olah sumber mengisi semua ruang.
Langkah seterusnya, mereka menulis, adalah untuk mencari tandatangan itu.
