Astronomen hebben geen idee wat donkere materie is, maar ze hebben een paar gissingen. Uiteindelijk zouden er een paar theorieën moeten zijn die de meeste experimenten hebben doorstaan en het beste model kunnen zijn voor wat astronomen in het heelal zien. Natuurkundigen bij Fermilab hebben een van die stappen voorwaarts gemaakt, waarbij ze de kenmerken van donkere materie hebben beperkt en een recente ontdekking hebben vernietigd ... door niets ongewoons te zien.
We kunnen geen donkere materie zien, maar we weten dat het er is. Sterrenstelsels zouden zichzelf uit elkaar moeten draaien, maar dat doen ze niet omdat ze zich in een halo van donkere materie bevinden. Verbazingwekkende beelden van de Hubble-ruimtetelescoop laten de zwaartekrachtvervorming van donkere materie zien op het licht van verre sterrenstelsels. Oh, het is daar in orde.
Dus wat is het?
Astronomen hebben twee theorieën. Een daarvan is dat hun ideeën over zwaartekracht onjuist zijn. Door ons begrip van de werking van zwaartekracht over grote afstanden aan te passen, kunt u de behoefte aan donkere materie volledig wegnemen.
De andere mogelijkheid is "zwak interacterende massieve deeltjes". Dit zijn echte deeltjes, gemaakt van "iets", maar we kunnen ze niet zien of detecteren op een andere manier dan door hun aantrekkingskracht.
Deeltjesfysici zijn op zoek naar donkere materiedeeltjes met behulp van krachtige atoomvernietigers, net zoals ze alle subatomaire deeltjes ontdekten die ze tot nu toe hebben gevonden.
Een nieuw experiment bij het Fermi National Accelerator Laboratory van het Amerikaanse Department of Energy heeft deze week aangekondigd dat ze wat vooruitgang hebben geboekt in deze zoektocht. Volgens theorieën is het verschil tussen de interactie van donkere materiedeeltjes met gewone materie en de manier waarop reguliere materie interageert. Het Fermilab-experiment heeft een van de laatst mogelijke manieren uitgesloten waarop de theorieën hebben voorspeld dat dit zou moeten gebeuren.
Hun experiment, COUPP genaamd, gebruikt een glazen pot gevuld met een liter joodtrifluormethaan (een brandblusvloeistof die bekend staat als CF3I. Als deeltjes de CF raken3I, het veroorzaakt kleine belletjes in de vloeistof. De wetenschappers kunnen deze bubbels detecteren als ze een millimeter groot worden. Door de interacties te bekijken, moeten onderzoekers kunnen zien of ze van gewone materie of van donkere materie komen.
Tot dusver zijn hun resultaten in tegenspraak met een andere zoekopdracht, het Dark Matter-experiment (DAMA) in Italië, die beweerde interacties met donkere materie te zien. De resultaten van het DAMA-experiment voorspelden dat COUPP honderden interacties met donkere materie had moeten vinden, maar ze zagen er geen.
Dit onderzoek verschijnt in het nummer van 15 februari van het tijdschrift Science.
Oorspronkelijke bron: Fermilab News Release
