Een Andere Zoekopdracht Met Donkere Stoffen Mislukt - Licht Werpen Op Het Universum

{h1}

De afwezigheid van donkere materie in de pandax-deeltjesdetector in china suggereert dat een leidende verklaring voor donkere materie waarschijnlijk niet juist is.

Nogmaals, donkere materie is niet opgedoken waar onderzoekers hoopten dat ze het zouden vinden.

PandaX - in wezen een tank met 1,280 lbs. (580 kilogram) vloeibaar xenon onder het Jinping-gebergte van Sichuan, China - is een van de meest gevoelige detectoren voor donkere materie op deze planeet. Als donkere materie in staat is om tegen de materie aan te botsen, kunnen we detecteren, en als donkere materie bestaat uit grote, omvangrijke deeltjes die WIMP's worden genoemd (zwak in wisselwerking staan ​​met massieve deeltjes), zoals wetenschappers al lang veronderstelden, dan vroeg of laat, sommige van de donkere dingen zou in PandaX in xenon-deeltjes moeten kloppen op een manier die onderzoekers kunnen detecteren.

Maar onlangs gerapporteerde gegevens van een 80-dagen experiment in de faciliteit, die in 2015 werd afgerond, vertellen natuurkundigen dat dit niet is gebeurd. En dat nul resultaat, het zoveelste nul resultaat in de jacht op donkere materie, vertelt ons iets over donkere materie.

Donkere materie is het grote ontbrekende puzzelstukje van het universum. Wanneer wetenschappers de manier bestuderen waarop sterren door de ruimte en de grootschalige structuur van het universum bewegen, kunnen ze zien dat er iets ontbreekt. Alles wat we kunnen zien, gedraagt ​​zich alsof er veel meer materie is die een aantrekkingskracht uitoefent dan in onze telescopen. Die donkere, ontbrekende materie is goed voor minstens 80 procent van de massa van het universum. Maar onderzoekers hebben geen idee waar het van gemaakt is. [De coolste kleine deeltjes in de natuur]

In een artikel dat op 12 juli in het tijdschrift Physical Review Letters werd gepubliceerd, interpreteerde een team van onderzoekers de nulgegevens van PandaX om nieuwe grenzen te stellen aan wat donkere materie mogelijk zou kunnen zijn - en het werk biedt mogelijke alternatieve verklaringen voor wat er echt zou kunnen zijn.

Het basisproces van eliminatie dat in de paper wordt vermeld, lijkt vrij eenvoudig: het is onwaarschijnlijk dat donkere materie bestaat uit deeltjes die op betekenisvolle wijze interageren met gewone materie en een massa hebben tussen ongeveer 5 miljoen en 10 miljoen keer de massa van een proton.

Maar dat is een groot probleem, zoals Hai-Bo Yu, een natuurkundige aan de Universiteit van Californië, Riverside en co-auteur van het papier, uitlegde.

Het laat, zei hij, zien dat bepaalde voorgestelde verklaringen voor donkere materie - vooral WIMP's, die zouden moeten verschijnen in een experiment op de schaal van PandaX - waarschijnlijk onjuist zijn. Donkere stofdeeltjes zijn waarschijnlijk veel kleiner dan WIMP's zouden moeten zijn, zei hij, en gedragen zich mogelijk niet op een manier die hen gemakkelijk laat studeren.

"We moeten voorbereid zijn op het idee dat donkere materie niet in wisselwerking staat met andere materie behalve door zwaartekracht", vertelde Yu WordsSideKick.com.

Gebaseerd op de beperkingen die PandaX en andere experimenten hebben op donkere materie, gaan Yu en zijn collega's op zoek naar de conclusie dat het beste laboratorium voor het begrijpen van donkere materie de nachtelijke hemel kan zijn. Sterren en sterrenstelsels vertonen subtiel gedrag dat onderzoekers kunnen gebruiken om informatie over donkere materie te verzamelen.

En astronomische observaties, zei Yu, wijzen steeds meer op een model dat 'self-interacting dark matter' wordt genoemd - deeltjes die primair met elkaar in wisselwerking staan ​​met onbekende middelen, in plaats van primair (of interactief) interacties met de gewone materie die we gewend zijn. En de beste manier om donkere materie van dit soort waar te nemen, zei hij, is door de effecten ervan op wat we in de ruimte kunnen zien.

(Niet elke wetenschapper is het daarmee eens, natuurlijk.) Er zijn zelfs enkele sceptici die twijfelen dat donkere materie überhaupt bestaat, hoewel ze in toenemende mate in de minderheid zijn.)

Toch, zei Yu, is er ruimte voor experimenten hier op aarde om dieper te tasten naar donkere materie en, op zijn minst, meer proces van eliminatie uit te voeren. Een grotere, zwaardere xenonkamer die op zoek is naar veel kleinere mogelijke donkere materiedeeltjes, zoals hypothetische elementaire deeltjes die axions worden genoemd, zou een goede plek zijn om te beginnen, zei hij.

Oorspronkelijk gepubliceerd op WordsSideKick.com.


Video Supplement: Curious Beginnings | Critical Role | Campaign 2, Episode 1.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com