menu close Teknologiens Mediehus
person Konto arrow_drop_down
Hvorfor skulle mørkt stof ikke eksistere i form af forskellige partikler med eksempelvis negativ og positiv ladning og dermed mørk elektromagnetisme?
Det er en af de tanker om den mørke sektor, der rumsterer i hovedet på fysikerne, når de lader hjernen køre frit, og som de lejlighedsvis nedfælder i videnskabelige artikler.
Eksisterer der en mørk form for elektromagnetisme, skal der også eksistere en mørk foton, der overfører en ny og femte naturkraft på samme måde som fotonen er den partikel, der overfører den elektromagnetiske kraft. De tre andre kendte naturkræfter ud over den elektromagnetiske kraft er tyngdekraften, den stærke kernekraft og den svage kernekraft.
En mørk foton vil ikke være masseløs som den velkendte foton. Der foreligger velbegrundede overvejelser om, at den i givet fald kunne have en masse mellem 5 pct. og 100 pct. af protonens masse.
Foreløbig er de tunge, mørke fotoner dog kun fundet i teoretikernes hoveder, men eksperimentalfysikerne har taget udfordringen op.
Forskere ved Thomas Jefferson National Accelerator Facility i USA har brugt de seneste tre uger på at lede efter mørke fotoner i et projekt, som går under navnet Heavy Proton Search (HPS).
Selv om de mørke fotoner ikke i klassisk forstand kan koble til elektroner, gør de det alligevel via kvantemekaniske korrektioner. Det er denne meget svage form for vekselvirkning, som forskerne vil undersøge ved at skyde elektroner med en energi på 6,6 gigaelektronvolt ind mod en tynd skive af wolfram med en tykkelse på omkring 5 mikrometer.
Elektronerne bremses, når de rammer skiven, og overskudsenergien udsendes som almindelige fotoner og en ganske lille brøkdel som mørke fotoner - hvis de altså eksisterer. Disse mørke fotoner vil ifølge teorien henfalde til elektroner og positroner, som kan detekteres.
Både forskerne i HPS-projektet og laboratoriets ledelse indrømmer, at det drejer sig om en meget spekulativ udvidelse af teorien for mørkt stof, de har sat sig for at undersøge. Men da projektets omkostninger er meget moderate i forhold til andre acceleratorprojekter - omkring 17 millioner kroner - så mener de, at det er berettiget at afprøve de spekulative teorier.
Lektor Kristian Pedersen fra Dark Cosmology Center ved Niels Bohr Institutet og leder af Københavns Universitets tværgående Space Science Center indrømmer, at så længe vi ikke har bedre kendskab til, hvad mørkt stof er, så er der vide muligheder for spekulative teorier.
Han har dog ikke selv den helt store tro på, at mørkt stof er andet end en enkelt form for neutrale partikler, der kun vekselvirker med almindeligt stof via tyngdekraften.
Der foreligger endnu ingen resultater af HPS-eksperimentet.
Tanken om, at der findes en udvidet form for 'mørk sektor' er ikke ny.
Bob Holdom fra University of Toronto i Canada skrev allerede i 1986 en artikel herom, som også er udgangspunkt for eksperimenter ved Jefferson Laboratoriet.
Det var dog først, da den iransk-amerikanske fysiker Nima Arkani-Hamad fra Institute for Advanced Study i Princeton, USA, i 2009 sammen med tre andre forskere skrev artiklen 'A Theory of Dark Matter' i Physical Review D, at ideen om en mørk sektor fik ny luft under vingerne.
Arkani-Hamad tog udgangspunkt i målinger fra missionen Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics (Pamela), som viste et uforklarligt overskud af positroner (elektronens antipartikel), uden at der samtidig var antiprotoner, som man ville have forventet. En mulig forklaring herpå kunne være henfald af mørke fotoner.
Astrofysikeren Sean Carroll fra California Institute of Technology, som selv er medforfatter til artiklen 'Dark Matter and Dark Radiation' i tidsskriftet Physical Review D, har i et blogindlæg for et par år siden funderet over, hvad konsekvensen ville være, hvis der eksisterede to forskellige partikler, som havde mørk ladning:
'Så kunne vi lave mørke atomer, og begynde at skrive artikler om mørk kemi.'
