Qualcosa nell'universo crea più massa di quella che possiamo rilevare direttamente. Sappiamo che è lì a causa degli effetti gravitazionali sulla materia che possiamo rilevare; ma non sappiamo cosa sia e da dove provenga.
Chiamiamo questa massa invisibile “materia oscura”, ei fisici hanno appena identificato una particella che potrebbe essere questa.
Il candidato è una particella subatomica scoperta di recente chiamata d hexaquark. E nell'oscurità primordiale che seguì il Big Bang, potrebbero unirsi per creare la materia oscura.
Per quasi un secolo, la materia oscura ha lasciato perplessi gli astronomi. Per la prima volta, la sua influenza è stata vista nei movimenti delle stelle, il che ha suggerito che c'era più massa intorno a loro di quanto potessimo vedere.
Ora possiamo vedere l'influenza della materia oscura in altre dinamiche, ad esempio durante la lente gravitazionale, quando la luce si piega attorno a oggetti massicci come gli ammassi di galassie. E la rotazione dei dischi galattici, che è troppo veloce per essere spiegata dalla sua massa apparente.
Fino ad ora, si è scoperto che la materia oscura non può essere rilevata direttamente, poiché non assorbe, emette o riflette radiazioni elettromagnetiche di alcun tipo. Ma il suo effetto gravitazionale è forte, così forte che fino all'85% della materia nel nostro universo può essere materia oscura.
Tuttavia, gli scienziati adorerebbero capire il segreto della materia oscura. Questo non è solo perché sono molto curiosi: capire cos'è la materia oscura può dirci molto su come si è formato il nostro universo e su come funziona.
Se la materia oscura non esiste davvero, ciò significherebbe che qualcosa non va nel modello standard della fisica delle particelle che usiamo per descrivere e comprendere l'universo.
Diversi candidati alla materia oscura sono stati proposti nel corso degli anni, ma sembra che ci stiamo avvicinando alla ricerca di una risposta. Hexaquark d – più formalmente, d (2380) – entra in scena.
“L'origine della materia oscura nell'universo è una delle più grandi domande della scienza e ancora non ha risposta”, ha spiegato il fisico nucleare Daniel Watts dell'Università di York nel Regno Unito.
“I nostri primi calcoli mostrano che i condensati d sono un nuovo possibile candidato per la materia oscura. Questo nuovo risultato è particolarmente interessante, poiché non richiede concetti nuovi per la fisica. '
I quark sono particelle fondamentali che di solito si combinano in gruppi di tre per formare protoni e neutroni. Collettivamente, queste particelle di tre quark sono chiamate barioni e la maggior parte della materia osservata nell'universo è costituita da loro. Sei barionico. Come il sole E pianeti e polvere di stelle.
Quando sei quark si combinano, crea un tipo di particella chiamata dibaryon o hexaquark. In effetti, non ne abbiamo visti molti. Hexaquark d, descritto nel 2014, è stata la prima scoperta non banale.
Gli esaquark d sono interessanti in quanto sono bosoni, un tipo di particella che obbedisce alle statistiche di Bose-Einstein, la base per descrivere il comportamento delle particelle. In questo caso, ciò significa che una raccolta di d hexaquark può formare qualcosa chiamato condensato di Bose-Einstein.
Conosciuto anche come il quinto stato della materia, questi condensati si formano quando un gas bosonico a bassa densità si raffredda fino a poco sopra lo zero assoluto. In questa fase, gli atomi nel gas passano dalla loro oscillazione regolare a uno stato completamente stazionario, il minimo stato quantico possibile.
Se nell'Universo primordiale un tale gas di d hexaquark era ovunque quando si è raffreddato dopo il Big Bang, allora, secondo il modello del team, potrebbe combinarsi per formare condensati di Bose-Einstein. E questi condensati potrebbero essere ciò che ora chiamiamo materia oscura.
Ovviamente, tutto questo è altamente teorico, ma più candidati di materia oscura troviamo – e confermiamo o escludiamo – più siamo vicini a definire cosa sia la materia oscura.
Quindi c'è ancora molto lavoro da fare qui. Il team intende trovare d hexaquark nello spazio e studiarli. Hanno anche in programma di lavorare di più sugli hexaquark in laboratorio.
“Il prossimo passo per la creazione di questo nuovo candidato per la materia oscura sarà una comprensione più profonda di come interagiscono gli hexaquark – quando si attraggono e quando si respingono”, ha detto Mikhail Bashkanov, fisico della York University.
“Stiamo effettuando nuove misurazioni per creare hexaquark all'interno di un nucleo atomico e vedere se le loro proprietà differiscono da quando sono nello spazio libero”.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Physics G: Nuclear Physics and Particle Physics.
