wszechświat
Autor: Leslie Rosenberg | dodano: 2018-01-26
Poszukiwanie ciemności

Kosmos w przeważającej części zbudowany jest z czegoś, czego nie widzimy.

Taki wniosek w latach 30. zaczęli wyciągać astronomowie badający gromady galaktyk. Struktury te powinny się rozsypać, jeśli nie powstrzymuje ich przed tym jakaś „ciemna materia”. Bardziej serio ideę tę podchwycono w latach 70., kiedy to samo stwierdzili astronomowie mierzący prędkość rotacji galaktyk. Szybko okazało się, że ciemna materia nie może być zbudowana z materii zwykłej i promieniowania. Obecnie praktycznie nie da się uciec od konkluzji, że ponad 90% zasobów Wszechświata, grupujących się pod wpływem grawitacji, to jakiś egzotyczny materiał – być może nowe cząstki powstałe podczas Wielkiego Wybuchu.

Przez dłuższy czas najpopularniejszym kandydatem na ciemną materię były tak zwane WIMP-­y, czyli słabo oddziałujące cząstki masywne (weakly interacting massive particles). Pasują one do bardzo lubianej, ale czysto spekulatywnej teorii supersymetrii. Niestety, czułe naziemne detektory WIMP-ów, mimo trwających dekady poszukiwań, nie wykryły żadnych śladów istnienia tych cząstek. Jest zdecydowanie zbyt wcześnie, aby skreślić WIMP-y, ale negatywny wynik eksperymentów zwiększył szanse innych kandydatów na ciemną materię.

Nieco mniej znanym kandydatem są inne teoretycznie przewidziane cząstki – aksjony. Mają one mniejszą masę niż WIMP-y, ale podobną tendencję do ignorowania zwykłej materii. Jeśli aksjony są ciemną materią, to znajdują się wszędzie: ich setki bilionów mogą przebywać w każdym centymetrze sześciennym naszego otoczenia. Jedyny wpływ na resztę Wszechświata wywierałyby poprzez grawitację – ich skumulowana masa wystarczałaby do zmiany orbit gwiazd w galaktykach i galaktyk w gromadach.

Przez ponad 20 lat brałem udział w projekcie poszukującym tych cząstek, noszącym nazwę Eksperyment z Aksjonową Ciemną Materią (Axion Dark Matter Experiment; ADMX). Chociaż nie znaleźliśmy jeszcze aksjonów, nasza technika staje się coraz lepsza. W 2016 roku ADMX wszedł w nową fazę. Obecnie jest on tak czuły, że w ciągu najbliższych 5–10 lat powinien albo wykryć aksjony, albo odrzucić istnienie ich najbardziej prawdopodobnych wersji. Tak czy inaczej, zbliżamy się do ważnego przełomu.

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 02/2018 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
02/2018
10/2017 - specjalny
Kalendarium
Luty
24
W 2011 r. wahadłowiec Discovery wyruszył w swą ostatnią misję STS-133
Warto przeczytać
Odkrycia Svante Pääbo zrewolucjonizowały antropologię i doprowadziły do naniesienia poprawek w naszym drzewie genealogicznym. Stały się fundamentem, na którym jeszcze przez długie lata budować będą inni badacze

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Leslie Rosenberg | dodano: 2018-01-26
Poszukiwanie ciemności

Kosmos w przeważającej części zbudowany jest z czegoś, czego nie widzimy.

Taki wniosek w latach 30. zaczęli wyciągać astronomowie badający gromady galaktyk. Struktury te powinny się rozsypać, jeśli nie powstrzymuje ich przed tym jakaś „ciemna materia”. Bardziej serio ideę tę podchwycono w latach 70., kiedy to samo stwierdzili astronomowie mierzący prędkość rotacji galaktyk. Szybko okazało się, że ciemna materia nie może być zbudowana z materii zwykłej i promieniowania. Obecnie praktycznie nie da się uciec od konkluzji, że ponad 90% zasobów Wszechświata, grupujących się pod wpływem grawitacji, to jakiś egzotyczny materiał – być może nowe cząstki powstałe podczas Wielkiego Wybuchu.

Przez dłuższy czas najpopularniejszym kandydatem na ciemną materię były tak zwane WIMP-­y, czyli słabo oddziałujące cząstki masywne (weakly interacting massive particles). Pasują one do bardzo lubianej, ale czysto spekulatywnej teorii supersymetrii. Niestety, czułe naziemne detektory WIMP-ów, mimo trwających dekady poszukiwań, nie wykryły żadnych śladów istnienia tych cząstek. Jest zdecydowanie zbyt wcześnie, aby skreślić WIMP-y, ale negatywny wynik eksperymentów zwiększył szanse innych kandydatów na ciemną materię.

Nieco mniej znanym kandydatem są inne teoretycznie przewidziane cząstki – aksjony. Mają one mniejszą masę niż WIMP-y, ale podobną tendencję do ignorowania zwykłej materii. Jeśli aksjony są ciemną materią, to znajdują się wszędzie: ich setki bilionów mogą przebywać w każdym centymetrze sześciennym naszego otoczenia. Jedyny wpływ na resztę Wszechświata wywierałyby poprzez grawitację – ich skumulowana masa wystarczałaby do zmiany orbit gwiazd w galaktykach i galaktyk w gromadach.

Przez ponad 20 lat brałem udział w projekcie poszukującym tych cząstek, noszącym nazwę Eksperyment z Aksjonową Ciemną Materią (Axion Dark Matter Experiment; ADMX). Chociaż nie znaleźliśmy jeszcze aksjonów, nasza technika staje się coraz lepsza. W 2016 roku ADMX wszedł w nową fazę. Obecnie jest on tak czuły, że w ciągu najbliższych 5–10 lat powinien albo wykryć aksjony, albo odrzucić istnienie ich najbardziej prawdopodobnych wersji. Tak czy inaczej, zbliżamy się do ważnego przełomu.