Shkencëtarët gjejnë sugjerime të reja se materia e errët mund të përbëhet nga fotone të errëta

Lënda e errët mund të përbëhet nga fotone të errëta ultra të lehta që ngrohin universin tonë: ky është një skenar i ri i propozuar në një studim të botuar së fundmi në Physical Review Letters. Kjo hipotezë, thonë autorët, është në përputhje të shkëlqyer me vëzhgimet e bëra nga spektrografi i origjinës kozmike (COS) në bordin e teleskopit hapësinor Hubble, i cili merr matje të “rrjetit kozmik”, rrjetit kompleks dhe të dobët të fijeve që mbush hapësirën. mes galaktikave.

Të dhënat e mbledhura nga COS sugjerojnë se filamentet ndërgalaktike kozmike janë më të nxehta se parashikimet nga simulimet hidrodinamike të modelit standard të formimit të strukturës.

“Meqenëse fotonet e errëta do të jenë në gjendje të shndërrohen në fotone me frekuencë të ulët dhe të ngrohin strukturat kozmike”, shpjegojnë shkencëtarët “ata mund të shpjegojnë mirë informacionin eksperimental”. Studimi është kryer nga studiues të SISSA në bashkëpunim me studiues të universiteteve të Tel Aviv, Nottingham dhe New York.

“Fotonet e errëta janë grimca të reja hipotetike që janë bartës të forcës për një forcë të re në sektorin e errët, ashtu si fotoni është bartësi i forcës për elektromagnetizmin,” autorët James S. Bolton (Universiteti i Notitngham), Andrea Caputo (CERN). dhe Universiteti i Tel Avivit), Hongwan Liu (Universiteti i Nju Jorkut) dhe Matteo Viel (SISSA) shpjegojnë.

“Megjithatë, ndryshe nga fotoni, ato mund të kenë masë. Në veçanti, fotoni i errët ultra i lehtë – me një masë të vogël sa njëzet renditje të madhësisë më të vogël se ajo e elektronit – është një kandidat i mirë për materien e errët.”

Fotonet e errëta dhe fotonet e rregullta pritet gjithashtu të përzihen si llojet e ndryshme të neutrinos, duke lejuar që lënda e errët e fotonit të errët ultra të lehtë të shndërrohet në fotone me frekuencë të ulët. Këto fotone do të ngrohin rrjetën kozmike, por, ndryshe nga mekanizmat e tjerë të ngrohjes, bazuar në proceset astrofizike, të tilla si formimi i yjeve dhe erërat galaktike, ky proces ngrohjeje është më i përhapur dhe efikas edhe në rajone që nuk janë shumë të dendura.

Matteo Viel shpjegon, “Zakonisht, filamente kozmike janë përdorur për të hetuar vetitë në shkallë të vogël të materies së errët, ndërsa në këtë rast ne kemi përdorur për herë të parë të dhënat e mediumit ndërgalaktik me zhvendosje të ulët të kuqe si kalorimetër, për të kontrolluar nëse të gjitha proceset e ngrohjes ne janë të vetëdijshëm se janë të mjaftueshme për të riprodhuar të dhënat. Ne zbuluam se nuk është kështu: diçka mungon, që ne e modelojmë si një kontribut të prodhuar nga fotoni i errët”.

Puna identifikoi masën dhe përzierjen e fotonit të errët me fotonin e Modelit Standard të kërkuar për të pajtuar mospërputhjen midis vëzhgimeve dhe simulimit; kjo përpjekje mund të nxisë hetime të mëtejshme teorike dhe vëzhguese për të eksploruar mundësinë emocionuese që fotoni i errët mund të përbëjë lëndën e errët.