Skin et lys på mørkt stof én partikel ad gangen

Eksperter fra University of Adelaide forsøger at låse op for mørkt stofs hemmeligheder, som udgør 84% af stoffet i universet, men vi ved lidt om det. Forskere bruger et nyt værktøj, der kunne signalere eksistensen af ​​en ny partikel.

"Vi forsøger at løse problemet med at forstå en af ​​de store udfordringer, som moderne videnskab står over for - hvordan man finder ud af, hvilken type partikel mørkt stof er sammensat af," sagde professor Anthony Thomas, ældste professor i fysik, University of Adelaide.

"Mørkt stof er fem gange mere rigeligt end det synlige stof, som fysikere har udforsket så succesfuldt, og som vi er sammensat af."

"Vi ved ikke, hvilken slags partikel der udgør mørkt stof, men vi, sammen med et meget stort antal mennesker rundt om i verden, ønsker at forstå dette."

Professor Thomas er en af ​​holdet på ARC Center of Excellence for Dark Matter Particle Physics, som har til formål at opdage mere om dette mystiske stof.

En vigtig tilgang er natriumjodid med aktiv baggrundsafvisningseksperiment (SABRE), der bygges i et nyt laboratorium i en tidligere guldmine en kilometer under jorden i Stawell, Victoria. Den bliver bygget i samarbejde med forskere i Australien, Europa og USA, og om nogle år vil den forhåbentlig kaste lys over dette spørgsmål.

Professor Thomas' seneste arbejde med kollegerne Dr. Xuangong Wang og professor Anthony Williams fra University Adelaides School of Physical Sciences, offentliggjort i tidsskriftet Physical Review Letters , undersøger muligheden for, at mørkt stof eksisterer i form af en mørk massiv foton.

"Vi undersøger opdagelsespotentialet af et nyt værktøj, paritetskrænkende elektronspredning, som er blevet aktiveret af opgraderingen ved Thomas Jefferson National Accelerator Facility (JLab) i USA," sagde professor Thomas.

"Paritetskrænkelse er som at se på forskellen mellem, hvad der sker i laboratoriet, og hvad der sker, når man ser eksperimentet i et spejl. Forskellene er meget små, typisk mindre end en del per million, men utroligt præcise målinger gør os i stand til at observere dette. og brug det som et signal om eksistensen af ​​denne nye partikel.

"Vi fandt et mystisk resultat for størrelsen af ​​en blykerne, som kan forklares, hvis der er en bestemt ny mørkt stofpartikel, den mørke foton.

"Nye eksperimenter, hvor ændringer i forudsigelserne uden mørkt stof kunne modificeres med så meget som fem procent, hvor forskellen giver direkte bevis for denne type mørkt stof."

Viden om denne nye partikel fra professor Thomas' arbejde kan hjælpe med at forklare en overraskende uoverensstemmelse, der er blevet udledt af eksperimenter på JLab mellem neutrondensiteten i en blykerne og den, der forudsiges af kernestrukturteori.

"En vital test af eksistensen af ​​en sådan partikel kunne tilvejebringes ved fremtidige eksperimenter i opførsel af elektroner, positroner og deuteroner," sagde han.

"Synligt stof er kun toppen af ​​isbjerget. Med en bedre forståelse af mørkt stof, den del af isbjerget under overfladen, vil vi kaste lys over vores univers' hemmeligheder." + Udforsk yderligere

Forudsigelse af sammensætningen af ​​mørkt stof