Tager temperaturen af ​​mørkt stof

Varm, kold, helt rigtigt? Fysikere ved University of California, Davis tager temperaturen af ​​mørkt stof, det mystiske stof, der udgør omkring en fjerdedel af vores univers.

Vi har meget lidt idé om, hvad mørkt stof er, og fysikere har endnu ikke opdaget en mørk stofpartikel. Men vi ved, at tyngdekraften af ​​klumper af mørkt stof kan forvrænge lys fra fjerne objekter. Chris Fassnacht, en fysikprofessor ved UC Davis og kolleger bruger denne forvrængning, kaldet gravitationslinser, for at lære mere om egenskaberne ved mørkt stof.

Standardmodellen for mørkt stof er, at det er 'koldt, ' betyder, at partiklerne bevæger sig langsomt sammenlignet med lysets hastighed, sagde Fassnacht. Dette er også bundet til massen af ​​mørkt stof partikler. Jo lavere massen af ​​partiklen er, jo 'varmere' det er, og jo hurtigere vil det bevæge sig.

Modellen af ​​koldt (mere massivt) mørkt stof holder i meget store skalaer, Fassnacht sagde, men fungerer ikke så godt på skalaen af ​​individuelle galakser. Det har ført til andre modeller, herunder 'varmt' mørkt stof med lighter, hurtigere bevægelige partikler. 'Varmt' mørkt stof med partikler, der bevæger sig tæt på lysets hastighed, er blevet udelukket af observationer.

Tidligere UC Davis kandidatstuderende Jen-Wei Hsueh, Fassnacht og kolleger brugte gravitationslinser til at sætte en grænse for varmen og derfor massen af ​​mørkt stof. De målte lysstyrken af ​​syv fjerne kvasarer med gravitationslinser for at se efter ændringer forårsaget af yderligere mellemliggende klatter af mørkt stof og brugte disse resultater til at måle størrelsen af ​​disse mørke stoflinser.

Hvis mørkt stof partikler er lettere, varmere og hurtigere i bevægelse, så vil de ikke danne strukturer under en vis størrelse, sagde Fassnacht.

"Under en vis størrelse, de ville bare blive smurt ud, " han sagde.

Resultaterne sætter en nedre grænse for massen af ​​en potentiel mørkt stof partikel, mens de ikke udelukker koldt mørkt stof, han sagde. Holdets resultater repræsenterer en væsentlig forbedring i forhold til en tidligere analyse, fra 2002, og er sammenlignelige med de seneste resultater fra et hold ved UCLA.

Fassnacht håber at fortsætte med at tilføje linseobjekter til undersøgelsen for at forbedre den statistiske nøjagtighed.

"Vi er nødt til at se på omkring 50 genstande for at få en god begrænsning på, hvor varmt mørkt stof kan være, " han sagde.