С 1960-х годов астрономы теоретизировали, что вся видимая материя во Вселенной (иначе говоря, барионная или «светящаяся материя») составляет лишь небольшую часть того, что на самом деле существует. Чтобы преобладающая и проверенная временем теория гравитации работала (как определено в Общей теории относительности), ученым пришлось постулировать, что примерно 85% массы во Вселенной состоит из «темной материи».
Несмотря на многие десятилетия исследований, ученым еще предстоит найти какое-либо прямое доказательство Темной Материи, а составная частица и ее происхождение остаются загадкой. Однако команда физиков из Йоркского университета в Великобритании предложила новую потенциальную частицу, которая была обнаружена совсем недавно. Эта частица, известная как гексакварк d-звезды, могла образовать «темную материю» во Вселенной во время Большого взрыва.
Ответственная команда состояла из доктора Михаила Башканова и профессора Дэниела Уоттса с физического факультета Йоркского университета. В исследовании, которое было недавно опубликовано в Журнал Физики G: Ядерная Физика и Физика Частиц, пара рассчитала свойства гексакварков d-звезды как потенциального нового кандидата на темную материю.
Гексакварк является примером бозе-эйнштейновского конденсата, особого «пятого состояния вещества», которое обычно образуется, когда низкие плотности бозонных частиц охлаждаются до абсолютного нуля. Они состоят из шести кварков, которые обычно объединяются в тройки, образуя протоны и нейтроны, образуя бозонную частицу. Это означает, что присутствие нескольких d-звезд может привести к комбинациям, которые будут производить вещи, отличные от протонов и нейтронов.
В течение многих лет существование гексакварков d-звезды было чисто теоретическим, пока эксперименты, проведенные в 2011 году (и объявленные в 2014 году), не указали на возможное обнаружение частицы. Обнаружение происходило при уровне энергии 2380 МэВ и длилось всего доли секунды (10?23 секунд). Исследовательская группа в Йорке предполагает, что они похожи на те, что были бы вскоре после Большого взрыва.
В это время они решаются, что многие гексакварки d-звезды могли бы сгруппироваться, поскольку Вселенная охладилась и расширилась, образуя «пятое состояние вещества». Как сказал профессор Уоттс в недавнем пресс-релизе Йоркского университета:
«Происхождение темной материи во вселенной - это один из самых больших вопросов в науке, который до сих пор оставался пустым. Наши первые расчеты показывают, что конденсаты d-звезд являются новым возможным кандидатом в темную материю, и эта новая возможность, по-видимому, заслуживает дальнейшего, более подробного исследования. Результат особенно впечатляющий, поскольку он не требует каких-либо новых для физики понятий ».
По существу, их результаты показали, что в самые ранние моменты после Большого взрыва, когда космос медленно остывал, наряду с барионной материей могли образовываться устойчивые d * (2830) гекса кварки. Более того, их результаты показывают, что скорость производства этой частицы была бы достаточной для учета 85% массы Вселенной, которая, как полагают, является Темной Материей.
В настоящее время исследователи планируют сотрудничать с учеными в Германии и США, чтобы проверить их теорию и найти гексакварки звезд в космосе. У них уже есть некоторые возможные астрономические подписи, которые они представили в своем недавнем исследовании. Кроме того, они надеются создать эти субатомные частицы в лабораторных условиях, чтобы увидеть, ведут ли они себя так, как предсказывают. Все это станет предметом их следующих исследований.
«Следующим шагом для создания этого нового кандидата на темную материю будет получение лучшего понимания того, как взаимодействуют d-звезды - когда они притягиваются и когда они отталкивают друг друга», - сказал доктор Башканов. «Мы проводим новые измерения, чтобы создать d-звезды внутри атомного ядра и посмотреть, отличаются ли их свойства от того, когда они находятся в свободном пространстве».
