Niečo vo vesmíre vytvára viac hmoty, ako môžeme priamo zistiť. Vieme, že je to tam kvôli gravitačným účinkom na hmotu, ktoré môžeme zistiť; ale nevieme, čo to je a odkiaľ sa to vzalo.
Túto neviditeľnú hmotu nazývame „temná hmota“ a fyzici práve identifikovali časticu, ktorá by to mohla byť.
Kandidátom je nedávno objavená subatomárna častica zvaná d hexakvarka. A v prvotnej tme, ktorá nasledovala po Veľkom tresku, sa mohli spojiť a vytvoriť temnú hmotu.
Už takmer storočie temná hmota miatla astronómov. Prvýkrát bol jeho vplyv viditeľný v pohyboch hviezd, čo naznačovalo, že okolo nich bolo viac hmoty, ako sme videli.
Teraz môžeme vidieť vplyv tmavej hmoty v inej dynamike – napríklad pri gravitačných šošovkách, keď sa svetlo ohýba okolo masívnych objektov, ako sú napríklad galaktické zhluky. A rotácia galaktických diskov, ktorá je príliš rýchla na to, aby sa to dalo vysvetliť jej zjavnou hmotou.
Doteraz sa ukázalo, že tmavú hmotu nemožno detekovať priamo, pretože neabsorbuje, nevyžaruje ani neodráža elektromagnetické žiarenie žiadneho typu. Jeho gravitačný efekt je však silný – taký silný, že až 85 percent hmoty v našom vesmíre môže byť tmavá hmota.
Vedci by však radi pochopili tajomstvo temnej hmoty. Nie je to len preto, že sú veľmi zvedaví – zistenie, čo je to temná hmota, nám môže veľa povedať o tom, ako sa náš vesmír formoval a ako funguje.
Ak temná hmota v skutočnosti neexistuje, znamenalo by to, že so štandardným modelom časticovej fyziky, ktorý používame na opis a porozumenie vesmíru, niečo nie je v poriadku.
V priebehu rokov bolo predložených niekoľko kandidátov na temnú hmotu, ale zdá sa, že sa blížime k hľadaniu odpovede. Na scénu vstupuje Hexaquark d – formálnejšie d (2380).
„Pôvod tmavej hmoty vo vesmíre je jednou z najväčších otázok vedy a stále nemá odpoveď,“ vysvetlil jadrový fyzik Daniel Watts z University of York vo Veľkej Británii.
„Naše prvé výpočty ukazujú, že kondenzáty d sú novým možným kandidátom na temnú hmotu. Tento nový výsledok je obzvlášť zaujímavý, pretože nevyžaduje nové koncepcie fyziky. ““
Kvarky sú základné častice, ktoré sa zvyčajne spájajú v troch skupinách a vytvárajú protóny a neutróny. Spoločne sa tieto tri-kvarkové častice nazývajú baryóny a pozostáva z nich väčšina pozorovanej hmoty vo vesmíre. Ste baryonický. Ako slnko. Aj planéty, aj hviezdny prach.
Keď sa spojí šesť kvarkov, vznikne typ častice, ktorý sa nazýva dibaryón alebo hexakvarok. V skutočnosti sme ich veľa vôbec nevideli. Hexaquark d, opísaný v roku 2014, bol prvým netriviálnym objavom.
Hexakarky d sú zaujímavé, pretože sú to bozóny, druh častíc, ktorý sa riadi Bose-Einsteinovou štatistikou, základ pre opis správania častíc. V tomto prípade to znamená, že zbierka hexakvarkov d môže vytvárať niečo, čo sa nazýva Bose-Einsteinov kondenzát.
Tieto kondenzáty, známe tiež ako piaty stav hmoty, sa tvoria, keď sa bozónový plyn s nízkou hustotou ochladí na niečo málo cez absolútnu nulu. V tomto štádiu sa atómy v plyne pohybujú od svojho pravidelného kývania do úplne stacionárneho stavu – minimálneho možného kvantového stavu.
Ak bol na začiatku vesmíru taký plyn d hexakvarkov všade, keď sa ochladil po Veľkom tresku, potom by sa podľa modelovania tímu mohol spojiť a vytvoriť Bose-Einsteinove kondenzáty. A tieto kondenzáty by mohli byť tým, čo dnes nazývame temná hmota.
Je zrejmé, že je to všetko vysoko teoretické, ale čím viac kandidátov na temnú hmotu nájdeme – a potvrdíme alebo vylúčime – tým bližšie sme k definovaniu toho, čo je tmavá hmota.
Je tu teda ešte veľa práce. Tím plánuje nájsť vo vesmíre d hexakvarkov a študovať ich. Plánujú tiež vykonať viac práce na hexakvarkoch v laboratóriu.
„Ďalším krokom k vytvoreniu tohto nového kandidáta na temnú hmotu bude hlbšie pochopenie toho, ako hexakvarky interagujú – kedy sa priťahujú a kedy sa navzájom odpudzujú,“ uviedol fyzik z York University Michail Bashkanov.
„Vykonávame nové merania na vytvorenie hexakvarkov vo vnútri atómového jadra a zisťujeme, či sa ich vlastnosti líšia od vlastností vo voľnom vesmíre.“
Štúdia bola publikovaná v časopise Physics G: Nuclear Physics and Particle Physics.
