Teori baru dari materi gelap siluman dapat menjelaskan massa alam semesta yang hilang
- Tanggal:
- September 24, 2015
- Sumber:
- DOE / Lawrence Livermore National Laboratory
- Ringkasan:
- Para ilmuwan telah datang dengan teori baru yang dapat mengidentifikasi mengapa materi gelap telah menghindari deteksi langsung dalam percobaan berbasis Bumi.
- Bagikan:
CERITA LENGKAP
Peta 3D ini menggambarkan distribusi skala besar dari materi gelap,
direkonstruksi dari pengukuran lemah lensa gravitasi dengan menggunakan
Hubble Space Telescope.
Kredit: Gambar milik DOE / Lawrence Livermore National Laboratory
Ilmuwan Lawrence Livermore telah datang dengan teori baru yang dapat
mengidentifikasi mengapa materi gelap telah menghindari deteksi langsung
dalam percobaan berbasis Bumi.
Sekelompok fisikawan partikel nasional dikenal sebagai Lattice Dynamics
kuat Kolaborasi, yang dipimpin oleh tim Lawrence Livermore National
Laboratory, telah menggabungkan teknik fisika teoritis dan komputasi dan
digunakan massal paralel 2-petaflop Vulcan superkomputer Laboratorium
untuk merancang model baru materi gelap.
Ini mengidentifikasi sebagai alami "tersembunyi" (yaitu seperti pesawat
senama, sulit untuk mendeteksi) hari ini, tapi akan mudah untuk melihat
melalui interaksi dengan materi biasa dalam suhu tinggi kondisi plasma
yang sangat yang diresapi alam semesta awal.
"Interaksi ini di alam semesta awal yang penting karena materi biasa dan gelap kelimpahan saat ini sangat mirip dalam ukuran, menyarankan ini terjadi karena tindakan penyeimbangan yang dilakukan antara kedua sebelum alam semesta mendingin," kata Pavlos Vranas dari LLNL, dan salah satu penulis kertas, "Deteksi langsung dari Stealth Dark Matter melalui elektromagnetik polarisabilitas." Kertas muncul dalam edisi mendatang jurnal Physical Review Letters dan merupakan "Pilihan Editor."
Materi gelap membuat 83 persen dari semua materi di alam semesta dan tidak berinteraksi langsung dengan kekuatan nuklir elektromagnetik atau kuat dan lemah. Cahaya tidak terpental dari itu, dan materi biasa berjalan melalui itu dengan hanya paling lemah dari interaksi. Pada dasarnya tak terlihat, telah disebut materi gelap, namun interaksinya dengan gravitasi menghasilkan efek yang mencolok pada pergerakan galaksi dan cluster galaksi, meninggalkan sedikit keraguan keberadaannya.
Kunci untuk kepribadian ganda siluman materi gelap adalah compositeness dan keajaiban kurungan. Seperti quark di neutron, pada suhu tinggi, ini konstituen bermuatan listrik berinteraksi dengan hampir segala sesuatu. Tetapi pada suhu yang lebih rendah mereka mengikat bersama untuk membentuk partikel komposit netral. Tidak seperti neutron, yang terikat oleh interaksi biasa kuat chromodinamika kuantum (QCD), neutron tersembunyi harus terikat oleh interaksi yang kuat baru dan belum-tidak teramati, bentuk gelap QCD.
"Sungguh luar biasa bahwa calon materi gelap hanya beberapa ratus kali lebih berat dari proton bisa menjadi gabungan dari konstituen bermuatan listrik dan belum telah menghindari deteksi langsung sejauh ini," kata Vranas.
Mirip dengan proton, materi gelap siluman stabil dan tidak membusuk lebih kali kosmik. Namun, seperti QCD, menghasilkan sejumlah besar partikel nuklir lain yang membusuk lama setelah penciptaan mereka. Partikel-partikel ini dapat memiliki muatan listrik bersih tapi akan membusuk jauh lama. Dalam collider partikel dengan energi yang cukup tinggi (seperti Large Hadron Collider di Swiss), partikel-partikel ini dapat diproduksi lagi untuk pertama kalinya sejak awal alam semesta. Mereka bisa menghasilkan tanda tangan yang unik di detektor partikel karena mereka dapat bermuatan listrik.
"Percobaan deteksi langsung Underground atau eksperimen di Large Hadron Collider akan segera menemukan bukti (atau menyingkirkan) teori hal ini baru siluman gelap," kata Vranas.
"Interaksi ini di alam semesta awal yang penting karena materi biasa dan gelap kelimpahan saat ini sangat mirip dalam ukuran, menyarankan ini terjadi karena tindakan penyeimbangan yang dilakukan antara kedua sebelum alam semesta mendingin," kata Pavlos Vranas dari LLNL, dan salah satu penulis kertas, "Deteksi langsung dari Stealth Dark Matter melalui elektromagnetik polarisabilitas." Kertas muncul dalam edisi mendatang jurnal Physical Review Letters dan merupakan "Pilihan Editor."
Materi gelap membuat 83 persen dari semua materi di alam semesta dan tidak berinteraksi langsung dengan kekuatan nuklir elektromagnetik atau kuat dan lemah. Cahaya tidak terpental dari itu, dan materi biasa berjalan melalui itu dengan hanya paling lemah dari interaksi. Pada dasarnya tak terlihat, telah disebut materi gelap, namun interaksinya dengan gravitasi menghasilkan efek yang mencolok pada pergerakan galaksi dan cluster galaksi, meninggalkan sedikit keraguan keberadaannya.
Kunci untuk kepribadian ganda siluman materi gelap adalah compositeness dan keajaiban kurungan. Seperti quark di neutron, pada suhu tinggi, ini konstituen bermuatan listrik berinteraksi dengan hampir segala sesuatu. Tetapi pada suhu yang lebih rendah mereka mengikat bersama untuk membentuk partikel komposit netral. Tidak seperti neutron, yang terikat oleh interaksi biasa kuat chromodinamika kuantum (QCD), neutron tersembunyi harus terikat oleh interaksi yang kuat baru dan belum-tidak teramati, bentuk gelap QCD.
"Sungguh luar biasa bahwa calon materi gelap hanya beberapa ratus kali lebih berat dari proton bisa menjadi gabungan dari konstituen bermuatan listrik dan belum telah menghindari deteksi langsung sejauh ini," kata Vranas.
Mirip dengan proton, materi gelap siluman stabil dan tidak membusuk lebih kali kosmik. Namun, seperti QCD, menghasilkan sejumlah besar partikel nuklir lain yang membusuk lama setelah penciptaan mereka. Partikel-partikel ini dapat memiliki muatan listrik bersih tapi akan membusuk jauh lama. Dalam collider partikel dengan energi yang cukup tinggi (seperti Large Hadron Collider di Swiss), partikel-partikel ini dapat diproduksi lagi untuk pertama kalinya sejak awal alam semesta. Mereka bisa menghasilkan tanda tangan yang unik di detektor partikel karena mereka dapat bermuatan listrik.
"Percobaan deteksi langsung Underground atau eksperimen di Large Hadron Collider akan segera menemukan bukti (atau menyingkirkan) teori hal ini baru siluman gelap," kata Vranas.
Posting Komentar