Lang geleden hebben natuurkundigen de componenten van het zichtbare universum geïdentificeerd en gecategoriseerd. Tot voor kort vormden 16 deeltjes alles wat we kenden in de wereld. Maar nu, dankzij de inspanningen van natuurkundigen bij CERN met de Large Hadron Collider, hebben we een ander deeltje, het Higgs-deeltje, aan het standaardmodel van de fysica toegevoegd. Toch is er een heel verborgen - of duister - aspect van de natuurkunde en onze natuurlijke wereld dat het standaardmodel niet kan verklaren, zelfs niet in de aanwezigheid van het Higgs-deeltje. Eerlijk gezegd is alle zichtbare materie niet voldoende om het gedrag van het universum dat we waarnemen te verklaren.
Een nieuwe studie door onderzoekers van het Institute for Basic Science (IBS) in Zuid-Korea suggereert dat we een manier hebben gevonden om de kloof tussen de zichtbare wereld en de donkere sector van de fysica te overbruggen: portalen.
Portaal naar de donkere sector
Als je iets over portals hoort, denk je waarschijnlijk aan een sci-fi-avontuur of een debat over taart-is-leugens, maar we hebben het nu niet over die portalen. Onze portalen moeten bestaan in een kwantumwereld waarvan de schaal ondenkbaar klein is.
Deze portalen worden "donkere axionportalen" genoemd, gebaseerd op twee hypothetische donkere sectordeeltjes die wetenschappers al hebben voorgesteld: het axion en het donkere foton. Een axion is een theoretisch deeltje dat als zeer licht wordt beschouwd, veel lichter dan een elektron, dat volgens theoretisch fysici enkele van de wiskundige problemen met het standaardmodel zou kunnen oplossen. Donkere fotonen zijn theoretisch vergelijkbaar met de fotonen waaruit zichtbaar licht bestaat, behalve dat ze niet gemakkelijk te beïnvloeden of te detecteren zijn.
De verbinding tussen zichtbare en "donkere" deeltjes moet worden verzorgd door zware quarks (een van de kwantumdeeltjes van het Standaardmodel), die ook een donkere lading hebben. Met zo'n lading zou een quark verbinding kunnen maken met donkere fotonen en zo de kloof tussen de twee 'werelden' overbruggen.
Promotie video:
"De Dark Axion Portal biedt de eerste betekenisvolle verbinding tussen twee natuurkundige gebieden die afzonderlijk zijn bestudeerd: het verbindt de punten", zei hoofdonderzoeker Lee Hye-sung in een IBS-persbericht. "Hierdoor kunnen we eerdere gegevens herinterpreteren en mogelijk een doorbraak maken in de zoektocht naar axionen en donkere fotonen."
Nu ontwikkelt een groep wetenschappers experimenten die deze portalen voor eens en voor altijd zullen ontcijferen, als axions en donkere fotonen echt bestaan. We zullen misschien nooit alles weten wat er te weten valt over het universum, maar dat betekent niet dat we het niet eens moeten proberen.
ILYA KHEL
