Siden 1960-tallet har astronomer teoretisert at all den synlige materien i universet (også kalt baryonic eller "lysende materie) utgjør bare en liten brøkdel av det som faktisk er der. For at den overveiende og tidstestede teorien om tyngdekraft skal fungere (som definert av General Relativity), har forskere måttet postulere at omtrent 85% av massen i universet består av "Dark Matter".
Til tross for mange tiår med undersøkelse, har forskere ennå ikke funnet noen direkte bevis på Dark Matter og den bestanddel som er bestående, og dens opprinnelse er fortsatt et mysterium. Imidlertid har et team av fysikere fra University of York i Storbritannia foreslått en ny kandidatpartikkel som nylig ble oppdaget. Denne partikkelen, som er kjent som d-star-hexaquark, kunne ha dannet "Dark Matter" i universet under Big Bang.
Teamansvarlig besto av Dr. Mikhail Bashkanov og professor Daniel Watts ved Institutt for fysikk ved University of York. I en studie som nylig ble publisert i Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physicsparet beregnet egenskapene til d-star hexaquarks som en potensiell ny kandidat for Dark Matter.
Hexaquark er et eksempel på et Bose-Einstein kondensat, en spesiell "femte tilstand av materie" som vanligvis dannes når lave tettheter av bosonpartikler blir avkjølt til nær absolutt null. De er sammensatt av seks kvarker, som vanligvis kombineres i tre tre for å lage protoner og nøytroner, for å skape en bosonpartikkel. Dette betyr at tilstedeværelsen av flere d-stjerner kan føre til kombinasjoner som vil produsere andre ting enn protoner og nøytroner.
I årevis var eksistensen av d-star-sekskanter bare teoretisk til eksperimenter utført i 2011 (og kunngjort i 2014) indikerte mulig påvisning av partikkelen. Deteksjonen skjedde på et energinivå på 2380 MeV og varte i bare en brøkdel av et sekund (10?23 sekunder). Forskergruppen i York antyder at disse ligner på hvordan forholdene ville ha vært like etter Big Bang.
På dette tidspunktet, våger de, kunne mange d-star-hexaquarks ha gruppert seg mens universet ble avkjølt og utvidet til å danne den "femte tilstanden i saken." Som professor Watts sa i en fersk pressemelding fra University of York:
"Opprinnelsen til mørk materie i universet er et av de største spørsmålene i vitenskapen og et som til nå har trukket et blankt. Våre første beregninger indikerer at kondensater av d-stjerner er en mulig ny kandidat for mørk materie, og denne nye muligheten virker verdig til ytterligere, mer detaljert undersøkelse. Resultatet er spesielt spennende siden det ikke krever noen konsepter som er nye for fysikk. "
I hovedsak indikerte resultatene at i løpet av de tidligste øyeblikkene etter Big Bang, da kosmos sakte avkjølte, kunne stabile d * (2830) heksekvarker ha dannet seg ved siden av baryonisk materie. Dessuten indikerer resultatene at produksjonshastigheten til denne partikkelen ville vært tilstrekkelig til å utgjøre 85% av universets masse som antas å være Dark Matter.
Forskerne planlegger nå å samarbeide med forskere i Tyskland og USA for å teste teorien deres og søke etter d-star-heksaquarks i kosmos. De har allerede noen mulige astronomiske signaturer i tankene, som de presenterte i sin nylige studie. I tillegg håper de å skape disse subatomære partiklene i et laboratoriemiljø for å se om de oppfører seg som forutsagt. Alt dette vil bli gjenstand for deres neste studier.
"Det neste trinnet for å etablere denne nye kandidaten til mørk materie vil være å få en bedre forståelse av hvordan d-stjernene samhandler - når tiltrekker de seg og når frastøter de hverandre," sa Dr. Bashkanov. "Vi leder nye målinger for å lage d-stjerner i en atomkjerne og se om deres egenskaper er forskjellige fra når de er i ledig rom."
