Første bevis på, at spejlmateriale kan fylde universet?

Når astronomer studerer fjerne galakser, ser de kun en lille brøkdel af den masse, der er nødvendig for at holde disse klumper af stjerner sammen. Uden en form for ekstra skjult masse burde galakser flyve fra hinanden.

Astronomer kalder denne skjulte masse 'mørkt stof', og fysikere verden over er engageret i et stadig mere desperat kapløb om at finde beviser for det her på Jorden. Det er derfor, der er mere end 30 eksperimenter i forskellige dele af planeten, der leder efter tingene.

Konsensus er, at på trods af denne globale indsats forbliver mørkt stof godt skjult. Ingen har fået en snert af tingene.

Det er ingen undtagen en italiensk gruppe, som har brugt de sidste ti år eller deromkring på at se en kæmpe klump natriumiodid. Deres tankegang er, at ethvert mørkt stof, der rammer natriumiodidet, skal generere en foton. Og at når Jorden bevæger sig rundt om Solen, bør de se flere fotoner, når de er på vej ind i baggrundshavet af mørkt stof, end når de bevæger sig væk fra det.

Sikkert nok er dette sæsonmæssige signal præcis, hvad dette hold siger, det ser. De hævder, at dets eksperiment kaldet DAMA/LIBRA er det første direkte bevis på mørkt stof.

Problemet er, at ingen andre tror på dem, primært fordi så mange andre eksperimenter intet har set. Kritikerne siger, at noget andet må være ansvarligt for disse sæsonbestemte signaler, måske en form for miljøændring som en variation i temperaturen.

Så, for omkring en måned siden, ændrede alt sig, da et eksperiment kaldet CoGent baseret i USA rapporterede, at det også havde fundet en antydning af mørkt stof. CoGent leder efter beviser for, at mørkt stofpartikler er stødt ind i en krystal af germanium, og ganske rigtigt siger CoGent-teamet, at eksperimentet producerer rigelige beviser for denne slags kollisioner.

Mærkeligt nok, mens de fleste eksperimenter leder efter relativt tunge mørkt stof-partikler, som skulle producere højere energikollisioner, leder CoGent efter meget lettere partikler.

Det interessante er, at DAMALIBRA-beviset er fra et lignende masseområde.

Nu forsøger teoretikerne at forene DAMA- og CoGent-resultaterne ved at finde en mørk stofmodel, der kan forklare dem begge. I sidste måned foreslog Liam Fitzpatrick ved Boston University og et par kammerater, at en lys, svagt interagerende mørkt stofpartikel kunne forklare begge resultater.

Og i dag har Robert Foot fra University of Melbourne en endnu mere interessant løsning. Han siger, at spejlstof kunne forklare begge dele. Dette resultat tilføjer vægt til fortolkningen af ​​spejlet mørkt stof af de direkte detektionseksperimenter, siger han.

Teorien bag spejlstof antyder, at hver partikel i standardmodellen har en spejlækvivalent, der kun interagerer meget svagt med almindeligt stof.

Men spejlpartikler interagerer med hinanden på nøjagtig samme måde som almindelige partikler. Så i dette scenarie er universet fyldt med spejlplaneter, stjerner og galakser. Det er en overvældende idé.

Foot er en af ​​de førende fortalere for spejlstof og siger, at andre observationer også peger på dets eksistens.

Måske vil de nye beviser friste astronomer til at kigge hårdere. Hvis det eksisterer, burde spejlstof kunne observeres på andre måder. For eksempel bør dens tyngdekraft bøje lys, hvilket forårsager mikrolinsebegivenheder, selvom det vil være svært at skelne spejlstofmikrolinsebegivenheder fra det samme forårsaget af almindeligt, men svagt stof.

Alligevel en interessant vej at forfølge.

Refs:

arxiv.org/abs/1004.1424 : En CoGeNT bekræftelse af DAMA-signalet

arxiv.org/abs/1003.0014 : Implikationer af CoGENT og DAMA for lys WIMP mørkt stof

skjule