هل شكل هذا الجسيم المكتشف حديثًا المادة المظلمة للكون؟

حلقة شبحية من المادة المظلمة تطفو في العنقود المجري ZwCl0024 + 1652 ، وهي واحدة من أقوى الأدلة حتى الآن على وجود المادة المظلمة. يعتقد علماء الفلك أن حلقة المادة المظلمة نتجت عن تصادم بين مجموعتين عملاقين.

حلقة شبحية من المادة المظلمة تطفو في العنقود المجري ZwCl0024 + 1652 ، وهي واحدة من أقوى الأدلة حتى الآن على وجود المادة المظلمة. يعتقد علماء الفلك أن حلقة المادة المظلمة نتجت عن تصادم بين مجموعتين عملاقين. (رصيد الصورة: ESA / Hubble)



يعتقد الباحثون أن الجسيمات دون الذرية التي تم تحديدها حديثًا ربما تكون قد شكلت المادة المظلمة في الكون بعد الانفجار العظيم ، منذ حوالي 13.8 مليار سنة.



بينما قرر العلماء أن ما يصل إلى 27٪ من المادة في الكون يمكن أن تكون مادة مظلمة ، فإن فهمنا لما قد تكون المادة الغامضة لا يزال غير موجود ، حيث لم يلاحظها أحد بشكل مباشر.

الآن ، في دراسة جديدة ، اقترح علماء الفيزياء النووية أن المادة المظلمة يمكن أن تتكون من جسيم تم تحديده حديثًا: النجم d-star hexaquark.



متعلق ب: أكبر 11 سؤالا بدون إجابة حول المادة المظلمة

ما هو هيكساكوارك؟

يمكن تقسيم المادة إلى جزيئات ، والتي يمكن تقسيمها أكثر إلى ذرات وحتى إلى الجسيمات دون الذرية البروتونات والنيوترونات. ثم ، عندما تقوم بتفكيكها ، تحصل على كواركات. لذا ، فإن كل ما رأيناه أو لمسناه أو تذوقناه من قبل يتكون في النهاية من كواركات.

بينما يتكون كل من النيوترونات والبروتونات من ثلاثة كواركات ، فإن سداسي الكواركات مكونة من ستة. تم توقع وجودهم لعقود ، وفي عام 2014 ، باحثون كانت قادرة على تأكيد وجود hexaquarks .



على الرغم من أن هذه الجسيمات الغريبة تتكون من كواركات أكثر من البروتونات ، إلا أن السداسيات هي في الواقع أصغر بكثير من الجسيمات الأكثر شيوعًا. تتحلل هيكساكواركات أيضًا بشكل أسرع بكثير من الجسيمات دون الذرية الأخرى. Hexaquarks هي أيضًا نوع من جسيمات البوزون ، مما يعني أن سداسي الكواركات متعددة النجوم يمكن أن تتحد بطرق مختلفة عن كيفية اتحاد البروتونات والنيوترونات.

إذن ، كيف يمكن لهذه السداسيات الصغيرة جدًا أن تكون المفتاح لفهم المادة المظلمة؟

كما قال ميخائيل ، باشكانوف ، الباحث من قسم الفيزياء في جامعة يورك في المملكة المتحدة ، لموقع ProfoundSpace.org ، ربما تكثف هيكساكواركس في المادة المظلمة في الظروف الغريبة بعد الانفجار العظيم مباشرة.

هيكساكواركات مكثفة



قال باشكانوف ، بعد هذا الحدث مباشرة ، كان الكون عبارة عن بحر بارد من الجسيمات دون الذرية ، 'وعاء كبير من الحساء مع الكواركات'.

قال باشكانوف والمؤلف المشارك ، الأستاذ بجامعة يورك دانييل واتس ، في هذه الدراسة الجديدة أنه خلال هذه الفترة المبكرة جدًا من الكون ، كان من الممكن أن يبرد النجم السداسي ويتوسع إلى ما يعرف باسم مكثف بوز-آينشتاين (BEC).

BEC هي حالة خامسة من المادة الغريبة تتشكل عندما تبرد سحابة من الذرات أو الجسيمات دون الذرية إلى درجات حرارة تقترب من الصفر المطلق ، أو 0 كلفن (ناقص 459.67 درجة فهرنهايت ، أو ناقص 273.15 درجة مئوية). في درجات الحرارة القصوى هذه ، تتجمع الجسيمات (أو الذرات) معًا في كيان واحد يمكن وصفه بواسطة دالة موجية. بمعنى آخر ، تتحد الجسيمات وتتصرف مثل جسيم واحد (أو ذرة).

بينما تتحلل هيكساكواركات بسرعة في المختبر ، أوضح باشكانوف أنها أكثر استقرارًا وطويلة الأمد داخل النجم النيوتروني ، وربما أيضًا ، كما يعتقد الباحثون ، في BEC.

لذلك ، كما أوضح باشكانوف ، يعتقد العلماء أنه بعد وقت قصير من بدء الكون بالانفجار العظيم ، يمكن أن تتكثف السداسيات في BEC - وأن BEC الفريد يمكن أن يكون مادة مظلمة.

تشير حساباتنا الأولى إلى أن مكثفات النجوم D هي مرشح جديد عملي للمادة المظلمة ، ويبدو أن هذا الاحتمال الجديد يستحق مزيدًا من البحث التفصيلي. قال في بيان . 'النتيجة مثيرة بشكل خاص لأنها لا تتطلب أي مفاهيم جديدة في الفيزياء.'

لم يحل هذا العمل المبكر مسألة المادة المظلمة للأبد. لكن واتس وباشكانوف يخططان لمواصلة دراسة السداسيكواركات لفهم الجسيمات الغريبة بشكل أفضل واستكشاف ما إذا كانت حقًا مرشحة جيدة للمادة المظلمة.

كما أوضح باشكانوف ، سيقوم الباحثون بإجراء تجارب لدراسة خصائص السداسيكواركات ، مثل حجمها وكيفية تفاعلها مع كل من السداسيات السداسية والمادة العادية أو النووية (البروتونات والنيوترونات داخل النواة). بينما قال الباحثون (كما اكتشفوا في هذه الورقة) أن السداسي الكواركات يمكن أن يتكثف في BEC ، فإنهم يأملون في إظهار أن هذا صحيح من خلال مزيد من الدراسة والتجريب.

هذا العمل تم نشره في 12 فبراير في مجلة الفيزياء جي رسائل.

ملحوظة المحرر:تم إجراء تصحيح لإظهار أن الكون يتكون على الأرجح من 27 في المائة من المادة المظلمة وأن هيكساكواركات هي بوزونات.

تابع Chelsea Gohd على Twitter تضمين التغريدة . تابعنا على تويتر تضمين التغريدة و على موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك .

العرض: وفر 56٪ على الأقل مع أحدث صفقات المجلات لدينا!

مجلة كل شيء عن الفضاء يأخذك في رحلة مذهلة عبر نظامنا الشمسي وما وراءه ، من التكنولوجيا المذهلة والمركبات الفضائية التي تمكن البشرية من المغامرة في المدار ، إلى تعقيدات علوم الفضاء. عرض الصفقة