SDU fysikere foreslår ny måde at jagte mørkt stof på
Ingen har nogensinde set mørkt stof, men det bør eksistere i universet. Hidtil har mange fysikere ledt efter det mystiske stof dybt nede i jorden - men måske er det et helt forkert sted, mener fysikere fra Centre for Cosmology and Particle Physics Phenomenology.
Universet består af atomer og partikler – og en hel masse mere, som vi endnu ikke ved, hvad er. Kun på det teoretiske plan kan vi gøre os forestillinger om, hvad alt dette andet stof består af.
”Vi ved, at ca. fem pct. af universet består af stof, vi kender – det stof, som vi alle sammen er lavet af. Resten er ukendt og kaldes mørkt stof. Det findes formentlig alle vegne omkring os, også her på Jorden”, forklarer lektor Chris Kouvaris, Centre for Cosmology and Particle Physics Phenomenology (CP3-Origins), Institut for Fysik, Kemi og Farmaci på Syddansk Universitet.
Sammen med sin kollega, Ian Shoemaker, foreslår han nu en ny måde at lede efter mørkt stof på.
Der står måleapparater under jorden
I de seneste år har fysikere placeret detektorer dybt under Jordens overflade. Ideen er, at mørkt stof er nemmere at opdage i dybet, fordi der er mindre støj fra kosmisk eller jordisk stråling, som kan overdøve signalerne fra mørkt stof. Denne metode giver mening, hvis man tror på teorien om, at mørkt stof kun interagerer en lille smule med omgivelserne på vej ned i undergrunden – at det er svagt vekselvirkende.
”Men vi ved ikke, om mørkt stof er svagt vekselvirkende. Det kan også være, at det mørke stofs partikler interagerer så meget med atomer i omgivelserne, at de mister energi på vej ned, så de ikke bliver opdaget af detektoren”, forklarer Chris Kouvaris.
I en ny videnskabelig artikel undersøger han og Shoemaker muligheden for, at mørkt stof rent faktisk kan interagere med omgivelserne. De mener, at der er en mulighed for, at mørkt stof mister det meste af dets energi, inden det når detektoren.
”I så fald ville det give mere mening at lede efter signaler fra mørkt stof på Jordens overflade”, mener han.
Tydeligt signal i 12 af døgnets timer
Hvis man placerer en detektor på overfladen, sikrer man, at det mørke stof ikke mister for meget energi, inden det rammer detektoren. Omvendt får man også meget mere støj fra kosmisk eller jordisk stråling. For at imødekomme det problem, foreslår Kouvaris og Shoemaker at gå væk fra ideen om at lede efter en enkelt mørkt stof-partikels kollision med detektoren. I stedet bør man kigge efter signaludsving over en periode.
Mørkt stof strømmer mod en detektor fra forskellige retninger, og derfor kan flux’et af partikler, der rammer detektoren, variere i takt med at Jorden roterer. Dette skaber et signal, der vil gå fra max til min i løbet af 12 timer og fra min til max efter endnu 12 timer. Sådan et mønster vil få mørkt stof-signaler til at fremstå tydeligt, selvom detektoren også opfanger kosmisk støj.
”Det bedste sted at observere disse udsving er på den sydlige himmelkugle, ca. ved 40. breddegrad, dvs. i lande som Argentina, Chile og New Zealand”, siger Chris Kouvaris.
Mørkt stof og mørk energi
27 pct. af universet menes at bestå af mørkt stof. Mørkt stof menes at være den ”lim”, der binder galakserne sammen. Ingen ved, hvad mørkt stof egentlig er.
5 pct. af universet består af kendt stof som atomer og subatomare partikler.
Resten af universet menes at bestå af mørk energi. Mørk energi menes at stå bag universets udvidelse.
Ref http://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.90.095011
Kontakt Chris Kouvaris, telefon 6550 2354. Email: kouvaris@cp3.dias.sdu.dk
Læs også
Nu er det endnu mere sandsynligt, at der findes endnu mindre partikler end Higgs-partiklen