Începând cu anii '60, astronomii au apreciat că toată materia vizibilă din Univers (de asemenea, baryonic sau „materie luminoasă) constituie doar o mică parte din ceea ce există de fapt acolo. Pentru ca teoria gravitației predominantă și testată în timp să funcționeze (așa cum este definită de Relativitatea generală), oamenii de știință au fost nevoiți să postuleze că aproximativ 85% din masa din Univers este formată din „Materia întunecată”.
În ciuda a numeroase decenii de studiu, oamenii de știință încă nu au găsit dovezi directe ale materiei întunecate și ale particulei constitutive și originile sale rămân un mister. Cu toate acestea, o echipă de fizicieni de la Universitatea din York din Marea Britanie a propus o nouă particulă candidată care a fost recent descoperită. Cunoscută sub numele de hexaquark de stele d, această particulă ar fi putut forma „Materia Întunecată” din Univers în timpul Big Bang.
Echipa responsabilă a fost formată din Dr. Mikhail Bashkanov și profesorul Daniel Watts de la Departamentul de Fizică al Universității din York. Într-un studiu care a fost publicat recent în Journal of Physics G: Fizica nucleară și a particulelor, perechea a calculat proprietățile hexaquarks d-star ca potențial nou candidat pentru Dark Matter.
Hexaquark este un exemplu de condensat Bose-Einstein, o „a cincea stare de materie” specială care se formează de obicei atunci când densitățile mici ale particulelor de boson sunt răcite până aproape de zero absolut. Acestea sunt compuse din șase quark-uri, care se combină în general în trei pentru a face protoni și neutroni, pentru a crea o particulă de boson. Aceasta înseamnă că prezența mai multor stele d poate duce la combinații care vor produce alte lucruri decât protonii și neutronii.
Timp de ani de zile, existența hexaquarks cu stele d a fost doar teoretică până când experimentele efectuate în 2011 (și anunțate în 2014) au indicat posibila detectare a particulei. Detectarea a avut loc la un nivel de energie de 2380 MeV și a durat doar o fracțiune de secundă (10)?23 secunde). Grupul de cercetare de la York sugerează că acestea sunt similare cu cele care ar fi fost la scurt timp după Big Bang.
În acest moment, se aventurează, multe hexaquark-uri de stele d ar fi putut grupa în timp ce Universul s-a răcit și s-a extins pentru a forma „a cincea stare a materiei”. După cum a spus prof. Watts într-un recent comunicat de presă al Universității din York:
„Originea materiei întunecate în univers este una dintre cele mai mari întrebări din știință și una care, până acum, a desenat un semifabricat. Primele noastre calcule indică faptul că condensele de stele d sunt un candidat nou posibil pentru materia întunecată și că această nouă posibilitate pare demnă de investigații suplimentare, mai detaliate. Rezultatul este deosebit de interesant, deoarece nu necesită concepte noi pentru fizică. ”
În esență, rezultatele lor au indicat că în primele momente după Big Bang, întrucât cosmosul s-a răcit lent, hexaquarks stabili d * (2830) s-ar fi putut forma alături de materia baryonic. Ba mai mult, rezultatele lor indică faptul că rata de producție a acestei particule ar fi fost suficientă pentru a reprezenta 85% din masa Universului despre care se crede că este materie întunecată.
Cercetătorii intenționează acum să colaboreze cu oameni de știință din Germania și SUA pentru a-și testa teoria și căutarea hexaquark-urilor cu stele d în cosmos. Au deja în minte câteva posibile semnături astronomice, pe care le-au prezentat în studiul lor recent. În plus, speră să creeze aceste particule subatomice într-un mediu de laborator pentru a vedea dacă se comportă așa cum s-a prevăzut. Toate acestea vor face obiectul următoarelor studii.
„Următorul pas pentru a stabili acest nou candidat la materia întunecată va fi obținerea unei mai bune înțelegeri a modului în care interacționează stelele d - când se atrag și când se resping reciproc”, a spus dr. Bașkanov. „Conducem noi măsurători pentru a crea stele d în interiorul unui nucleu atomic și a vedea dacă proprietățile lor sunt diferite de când sunt în spațiu liber.”
