Donkere materie is overal om ons heen. Hoewel niemand het ooit heeft gezien, en niemand weet precies wat het is, geven onmiskenbare fysische berekeningen aan dat ongeveer 27 procent van het universum uit donkere materie bestaat. Slechts vijf procent bestaat uit normale materie, waarvan de ons bekende objecten bestaan, van een kleine mier tot gigantische sterrenstelsels.
Al decennia lang proberen onderzoekers deze onzichtbare donkere materie op te sporen. Apparaten van verschillende typen werden op aarde gebouwd en de ruimte in gelanceerd met als doel de deeltjes te detecteren die verondersteld worden donkere materie te zijn; Bovendien hebben natuurkundigen herhaaldelijk elementaire deeltjes van normale materie in gigantische deeltjesversnellers laten botsen, in een poging er een deeltje donkere materie uit te creëren, maar tot dusverre zijn al deze pogingen niet succesvol geweest.
"Misschien komt dit doordat we donkere materie niet bekijken vanuit de 'hoek' die we zouden moeten hebben", zegt Martin Slot, universitair hoofddocent aan het Centrum voor Kosmologie en Fenomenologie van Deeltjesfysica aan de Universiteit van Zuid-Denemarken en een van de auteurs van het nieuwe model van donkere energie.
Al decennia lang hebben natuurkundigen de theorie ontwikkeld dat donkere materie bestaat uit lichtdeeltjes die een zwakke wisselwerking hebben met normale materie. Dit betekent dat dergelijke deeltjes kunnen worden geproduceerd in botsers als gevolg van botsingen van deeltjes normale materie. Volgens deze theorie werden donkere-materiedeeltjes, zwak wisselwerkende massieve deeltjes (WIMP's) genoemd, in onvoorstelbaar grote hoeveelheden gevormd kort na de geboorte van het universum, wat 13,7 miljard jaar geleden plaatsvond.
"Echter, aangezien er tot nu toe geen spoor van een WIMP-deeltje is gedetecteerd in enig experiment, raden we aan om te zoeken naar een zwaarder 'donker' deeltje dat alleen deelneemt aan gravitatie-interactie en daarom niet direct kan worden gedetecteerd", zegt Martin Sleuf.
Slot en zijn collega's noemen zo'n PIDM-deeltje (Planckian Interacting Dark Matter).
"De vorming van dergelijke deeltjes is mogelijk bij extreem hoge temperaturen, en dit zijn de temperaturen die werden gehandhaafd in het vroege heelal, onmiddellijk na de oerknal."
De studie is gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters.
Promotie video:
