Vi har måske allerede haft vores første nogensinde møde med mørkt stof, ifølge forskere, der siger, at en mystisk højenergi-partikel, der blev opdaget i 2023
En blazar kan have sprængt mørkt stof på jorden
En ekstremt højenergi-partikel, der blev plettet at rive gennem Jorden, har efterladt forskere flummoxet, lige siden den blev opdaget. Mens mange forskere mener, at partiklen var en usædvanlig neutrino, antyder nogle nu, at det måske er noget endda vildere: en partikel af mørkt stof, der rejser over kosmos.
KM3NET -detektoren, ud for Italiens kyst, opdagede denne “umulige” neutrino i 2023, mens den stadig var under opførelse. Den pågældende partikel var af enorme proportioner, 35 gange mere energisk end nogen set før. Hvor det kom fra forbliver et mysterium, med mulige kilder, herunder en galakse med et meget aktivt centralt sort hul, der er kendt som en blazar, eller en baggrundskilde til højenergyutrinoer, der gennemsyrer universet.
Bhupal Dev ved Washington University i St. Louis, Missouri, og hans kolleger har en anden idé. De antyder, at begivenheden overhovedet ikke har været en neutrino, men i stedet for en mørk stof, der styrter ned på vores planet, der stammer fra en blazar. ”Det åbner en ny måde, du virkelig kan teste mørkt stof på,” siger han. ”Vi kan konvertere disse neutrino -teleskoper til mørke stofdetektorer.”
Neutrino -detektorer har allerede et vanskeligt job at gøre, fordi disse partikler er ekstremt små og næsten masseløse, og sjældent interagerer med stoffer, når de krydser kosmos. Når de ankommer til Jorden, kan de lejlighedsvis gå ned i atomer og producere en partikel kaldet en muon, der kan afhentes af neutrino -detektorer som KM3Net og IceCube på Sydpolen.
IceCube har set bevis for hundreder af kosmiske neutrinoer siden 2011, men aldrig noget så energisk som KM3Net’s opdagelse. Det var forvirrende, for uanset kilde KM3Net så, skulle IceCube også have set det.
Dev siger, at hvis den indkommende partikel var mørk stof og ikke en neutrino, kunne det forklare dette mysterium. Den lave forudsagte sti for den indkommende partikel betød, at den måtte rejse gennem mere af Jorden for at nå KM3Net end IceCube, hvilket øgede chancen for, at den spredes ind i en muon. “Den mørke stof gennemgår masser af Jordens stof,” siger Dev, “og vi kan forklare, hvorfor IceCube ikke så det.”
Partiklen ville være produceret i en blazar og derefter fyret mod Jorden i en bjælke. Dev favoriserer denne idé, fordi protoner med høj energi i en blazar mere effektivt overfører deres energi til mørkt stof end neutrinoer, siger han. Langt de fleste af de andre begivenheder, der blev opdaget af KM3Net og IceCube, ville sandsynligvis stadig have været neutrinoer.
Ikke alle er overbeviste endnu. ”Fra et Occams barbermaskine -perspektiv er dette sandsynligvis bare en almindelig neutrino, der er enestående i energi,” siger Dan Hooper ved University of Wisconsin – Madison. Men hvis det er korrekt, ville det give os en metode til at finde og studere mørke stofpartikler, som aldrig tidligere er blevet påvist. ”Alle ville være temmelig begejstrede, hvis disse maskiner ikke kun kan studere neutrinoer, men også mørke stoffer,” siger Hooper.
Shirley Li ved University of California, Irvine, siger, at ideen kunne testes i fremtiden, da enhver indkommende mørke stofpartikel skal producere to muoner i detektoren, når den rammer Jorden, ikke kun en, men detektorerne mangler i øjeblikket præcisionen for at skelne to partikler fra et enkelt signal. ”Det er potentielt testbart, men ved disse energier er Muon -rekonstruktion meget vanskelig,” siger hun.