Μια επαναστατική προσέγγιση στη δημιουργία σκοτεινής ύλης από το κενό μέσω επιταχυντών σωματιδίων

Η σκοτεινή ύλη, ένα από τα πιο ανεξήγητα και μυστήρια φαινόμενα της σύγχρονης Φυσικής, παραμένει ένα αίνιγμα για την επιστημονική κοινότητα. Παρόλο που γνωρίζουμε την ύπαρξή της από τις βαρυτικές επιδράσεις που ασκεί, καμία άμεση ανίχνευσή της δεν έχει γίνει έως σήμερα.

Μια νέα θεωρία από τους φυσικούς Stefan Evans και Ralf Schützhold του Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf στη Γερμανία προτείνει μια φρέσκια προσέγγιση. Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι οι ατομικοί πυρήνες που επιταχύνονται κοντά στην ταχύτητα του φωτός θα μπορούσαν να παράγουν ζεύγη αξιονίων—υποθετικών σωματιδίων που ενδέχεται να συνθέτουν τη σκοτεινή ύλη.

Τα αξιόνια, τα οποία προτάθηκαν για πρώτη φορά πριν σχεδόν 50 χρόνια, σχετίζονται με την κβαντική χρωμοδυναμική και δείχνουν να έχουν τις κατάλληλες ιδιότητες που απαιτούμε για τη σκοτεινή ύλη. Παρά τις πολυάριθμες πειραματικές προσπάθειες, η ύπαρξή τους παραμένει μη επιβεβαιωμένη.

Μια πρωτοποριακή πτυχή της νέας μελέτης είναι η ιδέα ότι το λεγόμενο «κενό» δεν είναι πραγματικά άδειο, καθώς το κβαντικό πεδίο περιέχει μόνιμες ενέργειες ενδυνάμωσης και διακυμάνσεων. Μέσω του φαινομένου Casimir, όταν δύο αντικείμενα πλησιάζουν ασφυκτικά, ενδέχεται να παραχθούν σωματίδια, όπως τα αξιόνια, καθώς οι κβαντικές διακυμάνσεις αλλάζουν ραγδαία.

Αυτό το φαινόμενο μπορεί να ενεργοποιηθεί όταν οι ατομικοί πυρήνες επιταχύνονται με ταχύτητες σχεδόν φωτεινές, δημιουργώντας τις κατάλληλες συνθήκες για τη γέννηση αξιονίων μέσω των ισχυρών ηλεκτρομαγνητικών τους πεδίων.

Αξιοσημείωτο είναι ότι αυτή η θεωρία μπορεί να δοκιμαστεί χωρίς την ανάγκη για νέες, ακριβές υποδομές, καθώς οι υπάρχοντες επιταχυντές μπορούνε να χρησιμοποιηθούν για να μελετήσουν αυτές τις διεργασίες. Ωστόσο, η ανίχνευση των αξιονίων, αν παραχθούν, θα απαιτήσει υπερ-ευαίσθητους ανιχνευτές.

Οι έρευνες όπως αυτή δεν αναδεικνύουν μόνο την αξία της θεωρητικής Φυσικής, αλλά και την ικανότητα των επιστημόνων να αποκομίζουν νέες γνώσεις από τις υπάρχουσες τεχνολογίες. Αν επιβεβαιωθεί η δημιουργία σκοτεινής ύλης μέσω αυτής της διαδικασίας, θα μπορούσαμε να κατανοήσουμε καλύτερα τη φύση του χρόνου και του χωροχρόνου.

Διαβάστε το πλήρες άρθρο στην techmaniacs.gr.

Επιμέλεια ροής: Greca 99,4 | Ακούστε μας live εδώ.