Neue Art der dunklen Materie könnte "Dunklen Atome" bilden.


Der mysteriöse dunkle Materie, die größten Teil der Materie im Universum macht teilweise unsichtbar und fast immaterielle Gegenstücke von Atomen, Protonen und Elektronen bestehen könnte, sagen Forscher.

Dunkle Materie ist eine unsichtbare Substanz gedacht, um fünf Sechstel aller Materie im Universum bilden. Wissenschaftler schließen die Existenz der dunklen Materie über die Schwerkraft auf die Bewegungen der Sterne und Galaxien.

Die meisten Forscher glauben, dass dunkler Materie aus einer neuen Art von Teilchen, einer besteht, die sehr schwach am besten mit den bekannten Kräften des Universums speichern Schwerkraft interagiert. Als solche kann fast nie dunkler Materie gesehen oder berührt, und selten sogar kollidiert mit sich selbst. [Galerie: dunkle Materie im Weltall]

Dies möglicherweise nicht für alle Formen der dunklen Materie, aber bewahrheiten. Nun, empfehlen einige Forscher eine neue Art von dunkler Materie existieren könnte, etwa ein Fünftel aller dunklen Materie im Universum darstellt, so dass es möglicherweise so reichlich wie konventionelle Materie.

Dunkle Atome

"Es gibt keinen guten Grund anzunehmen, dass die dunkle Materie im Universum aus einer Art von Teilchen aufgebaut ist", sagte Studienautor Andrey Katz von der Harvard University SPACE.com.

Diese neue Teilchen der dunklen Materie bestünde im Wesentlichen aus schweren "dunklen Protonen" und Licht "dunklen Elektronen." Sie würden miteinander weit mehr als andere Teilchen der dunklen Materie zu bilden "dunklen Atome", die "dunklen Photonen" zu verwenden, durch eine Art des "dunklen Elektromagnetismus," zu interagieren, wie regelmäßige Protonen und Elektronen durch Photonen in konventionellen Elektromagnetismus, die Atome, aus denen die Dinge des täglichen Lebens zu bauen interagieren. Wenn dunkle Atome möglich sind, könnten sie miteinander reagieren für dunkle Chemie, wie regelmäßige Atome chemisch interagieren.

"Die dunkle Welt auch so vielfältig und interessant wie die sichtbare Welt sein könnte," schrieb Katz und seine Kollegen 23 Mai in der Fachzeitschrift Physical Review Letters.

Die Wechselwirkungen zwischen dunklen Protonen und Elektronen dunkle könnte machen, Energie im Laufe der Zeit zu verlieren. Als solche könnten sie verlangsamen genug, um in flache Scheiben um Galaxien, wie normale Materie nicht verklumpen. Im Gegensatz dazu bildet die meisten dunkler Materie offenbar grob kugelförmigen Halos um Galaxien, Sterne und Planeten.

Dieses Konzept bedeutet, dass Galaxien hätten zwei Festplatten, eine regelmäßige Atome und eines dunklen Atome, weshalb die Ermittler ihre Idee der Doppel-Scheibe dunkle Materie-Modell nennen.

"Die dunkle Materie Doppel-Disk-Idee ist eine neuartige Variante auf ein faszinierendes Konzept —, dass die Physik der dunklen Materie so kompliziert und interessant sein könnte, wie die Physik der gewöhnliche Materie bekannt ist," sagte theoretischen Physiker Sean Carroll des California Institute of Technology, die nicht an dieser Studie teilgenommen habe.

Carroll und seine Kollegen vorgeschlagen hatte früher "die grundsätzliche Möglichkeit der dunklen Kraft sehr ähnlich wie Elektromagnetismus — eine langreichweitige Kraft mit positiven und negativen Ladungen," sagte er. "Ein solches Modell impliziert dunkle Strahlung, dunkle Magnetfelder und jede Menge andere interessante Phänomene." Aber wir hatten nur eine Art von Teilchen der dunklen Materie in unserem Modell; um in die Welt der dunklen Atome und dunkel zu gehen erfordert Chemie mehr Arten von Teilchen. Das ist die Richtung, die die neuen Papiere einnehmen."

Schließlich könnte die Schwerkraft eines dunklen Atom-Datenträgers auf Sterne in Galaxien nachweisbar über die European Space Agency Gaia Weltraumobservatorium soll im Oktober starten, deren Ziel es ist, die Bewegung der ungefähr 1 Milliarde Sterne in der Milchstraße abzubilden.

"Dies ist, wie diese dunkle Scheibe zuerst erkannt werden könnte", sagte Katz.

Darüber hinaus da diese neuartige Form der dunklen Materie, als regelmäßige dunkle Materie im Durchschnitt viel langsamer sein soll, sollte es anfälliger "für die Aufnahme von der Erde durch die Sonne oder andere schwere Himmelsobjekte" sein Katz sagte. "Vernichtung der dunklen Materie gefangen genommen von der Sonne führt zu Neutrino Fluten, die direkt von IceCube Neutrino-Observatorium am Südpol gemessen werden kann."

Darüber hinaus die dunklen Elektronen und dunklen Protonen die Wissenschaftler schlagen möglicherweise auch Antimaterie Gegenstücke – dunkle Anti-Elektronen und dunklen Anti-Protonen. Wenn diese Teilchen mit ihren Kollegen kollidieren, würde sie Gamma-Strahlen, die energiereichste Form des Lichts, release, welche Teleskope in der Lage zu erkennen sein sollte. Darüber hinaus dunkle Atome könnte auch gebildet haben Wolken dunkel Plasma, Wellen in dem möglicherweise die Bildung des frühen Universums beeinflusst haben und somit sichtbare Auswirkungen auf großen kosmischen Strukturen, die es heutzutage gibt.

"Theorien der dunklen Materie mit neuen Kräften bieten einen toller Spielplatz für Theoretiker, neue Modelle der Teilchenphysik zu entwickeln", sagte Carroll. "Das schwierigste Teil wird immer die Astrophysik rechts – wie die dunkle Materie entwickeln und cluster tut? In der beobachtbaren Welt macht das Vorhandensein von elektromagnetischen Feldern, die ein sehr schwieriges Problem – Wenn Sie dunklen Elektromagnetismus zu der Mischung hinzufügen, es wird nur noch härter! "

Dieser Geschichte wurde zur Verfügung gestellt von SPACE.com, eine Schwester Website zu LiveScience. Folgen Sie uns @Spacedotcom , Facebook und Google + .

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