Hvor tungt er mørkt stof? Forskere indsnævrer radikalt det potentielle masseområde for første gang

Forskere har beregnet masseområdet for mørkt stof - og det er strammere, end videnskabsverdenen troede.

Deres resultater - skal offentliggøres i Fysik bogstaver B i marts – radikalt indsnævre intervallet af potentielle masser for mørkt stof-partikler, og hjælp til at fokusere søgen efter fremtidige Dark Matter-jægere. Forskere fra University of Sussex brugte den etablerede kendsgerning, at tyngdekraften virker på mørkt stof, ligesom den virker på det synlige univers til at beregne de nedre og øvre grænser for mørkt stofs masse.

Resultaterne viser, at mørkt stof hverken kan være 'ultra-let' eller 'super-tungt', som nogle har teoretiseret, medmindre en endnu uopdaget kraft også virker på den.

Holdet brugte den antagelse, at den eneste kraft, der virker på mørkt stof, er tyngdekraften, og beregnet, at mørkt stof-partikler skal have en masse mellem 10 ^-3 eV og 10 ⁷ eV. Det er et meget snævrere interval end de 10 ^-24 eV—10 ¹⁹ GeV-spektrum, som generelt er teoretiseret.

Hvad der gør opdagelsen endnu mere betydningsfuld er, at hvis det viser sig, at massen af ​​mørkt stof er uden for det område, som Sussex-holdet forudsagde, så vil det også bevise, at en yderligere kraft - såvel som tyngdekraften - virker på mørkt stof.

Professor Xavier Calmet fra School of Mathematical and Physical Sciences ved University of Sussex, sagde:

"Dette er første gang, nogen har tænkt på at bruge det, vi ved om kvantetyngdekraften som en måde at beregne masseområdet for mørkt stof. Vi blev overraskede, da vi indså, at ingen havde gjort det før - ligesom de andre videnskabsmænd, der har gennemgået det. vores papir.

"Det, vi har gjort, viser, at mørkt stof hverken kan være 'ultra-let' eller 'super-tungt', som nogle teoretiserer – medmindre der er en endnu ukendt yderligere kraft, der virker på det. Dette stykke forskning hjælper fysikere i to måder:det fokuserer søgeområdet efter mørkt stof, og det vil potentielt også hjælpe med at afsløre, hvorvidt der er en mystisk ukendt yderligere kraft i universet."

Folkert Kuipers, en ph.d. studerende, der arbejder med professor Calmet, ved University of Sussex, sagde:

"Som ph.d.-studerende, det er fantastisk at kunne arbejde med forskning så spændende og effektfuldt som dette. Vores resultater er meget gode nyheder for eksperimentalister, da det vil hjælpe dem med at komme tættere på at opdage den sande natur af mørkt stof."

Det synlige univers – såsom os selv, planeterne og stjernerne - står for 25 procent af al masse i universet. De resterende 75 procent består af mørkt stof.

Det er kendt, at tyngdekraften virker på mørkt stof, fordi det er det, der står for galaksernes form.