Siden 1960'erne har astronomer teoretiseret, at alt det synlige stof i universet (alias baryonisk eller "lysende stof) udgør bare en lille brøkdel af, hvad der faktisk er der. For at den overvejende og tidstestede teori om tyngdekraft fungerer (som defineret ved generel relativitet), har forskere måttet postulere, at omtrent 85% af massen i universet består af ”Dark Matter”.
På trods af mange årtier af undersøgelser har forskere endnu ikke fundet noget direkte bevis på Dark Matter og den bestanddel, og dens oprindelse er stadig et mysterium. Imidlertid har et team af fysikere fra University of York i Storbritannien foreslået en ny kandidatpartikel, der netop blev opdaget. Denne partikel, der er kendt som d-star-hexaquark, kunne have dannet ”Dark Matter” i universet under Big Bang.
Det ansvarlige team bestod af Dr. Mikhail Bashkanov og professor Daniel Watts fra Institut for Fysik ved University of York. I en undersøgelse, der for nylig blev offentliggjort i Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics, parret beregnet egenskaberne af d-stjerne hexaquarks som en potentiel ny kandidat til Dark Matter.
Hexaquark er et eksempel på et Bose-Einstein kondensat, en speciel "femte tilstand af stof", der typisk dannes, når lave tætheder af bosonpartikler afkøles til tæt på absolut nul. De er sammensat af seks kvarker, som generelt kombineres i trekanter for at fremstille protoner og neutroner for at skabe en bosonpartikel. Dette betyder, at tilstedeværelsen af flere d-stjerner kan føre til kombinationer, der vil producere andre ting end protoner og neutroner.
I årevis var eksistensen af d-stjernede hexaquarks blot teoretisk, indtil eksperimenter, der blev udført i 2011 (og annonceret i 2014), indikerede den mulige detektion af partiklen. Påvisningen fandt sted på et energiniveau på 2380 MeV og varede kun i en brøkdel af et sekund (10?23 sekunder). Forskningsgruppen i York antyder, at disse svarer til, hvordan forholdene ville have været kort efter Big Bang.
På dette tidspunkt våger de, mange d-stjernede hexa-mærker kunne have samlet sig, da universet afkøles og udvides til at danne den "femte tilstand af materien." Som professor Watts sagde i en nylig pressemeddelelse fra University of York:
”Oprindelsen af mørk stof i universet er et af de største spørgsmål inden for videnskab og et, der indtil nu har trukket et tomt. Vores første beregninger indikerer, at kondensater af d-stjerner er en mulig kandidat til mørk stof, og denne nye mulighed synes værdig til en mere detaljeret undersøgelse. Resultatet er især spændende, da det ikke kræver nogen koncepter, der er nye inden for fysik. ”
I det væsentlige indikerede deres resultater, at i de tidligste øjeblikke efter Big Bang, da kosmos langsomt afkøles, kunne stabile d * (2830) hexaquarks have dannet sig sammen med baryonisk stof. Derudover indikerer deres resultater, at produktionshastigheden for denne partikel ville have været tilstrækkelig til at udgøre 85% af universets masse, der antages at være Dark Matter.
Forskerne planlægger nu at samarbejde med forskere i Tyskland og USA for at teste deres teori og søge efter d-stjerne hexaquarks i kosmos. De har allerede nogle mulige astronomiske underskrifter i tankerne, som de præsenterede i deres nylige undersøgelse. Derudover håber de at skabe disse subatomære partikler i et laboratoriemiljø for at se, om de opfører sig som forudsagt. Alt dette vil blive genstand for deres næste undersøgelser.
”Det næste skridt for at etablere denne nye kandidat til mørke stoffer vil være at få en bedre forståelse af, hvordan d-stjernerne interagerer - hvornår de tiltrækker, og hvornår de frastøder hinanden,” sagde Dr. Bashkanov. ”Vi fører nye målinger for at skabe d-stjerner inde i en atomkerne og se, om deres egenskaber er forskellige fra, når de er i det frie rum.”
