Warm, koud, precies goed? Natuurkundigen aan de Universiteit van Californië, Davis meet de temperatuur van donkere materie, de mysterieuze substantie die ongeveer een kwart van ons universum uitmaakt.

We hebben heel weinig idee van wat donkere materie is en natuurkundigen moeten nog een deeltje van donkere materie detecteren. Maar we weten wel dat de zwaartekracht van klonten donkere materie het licht van verre objecten kan vervormen. Chris Fassnacht, een natuurkundeprofessor aan UC Davis en collega's gebruiken deze vervorming, zwaartekrachtlensing genoemd, om meer te weten te komen over de eigenschappen van donkere materie.

Het standaardmodel voor donkere materie is dat het 'koud, ' wat betekent dat de deeltjes langzaam bewegen in vergelijking met de snelheid van het licht, aldus Fassnacht. Dit is ook gekoppeld aan de massa donkere materiedeeltjes. Hoe lager de massa van het deeltje, hoe 'warmer' het is en hoe sneller het zal bewegen.

Het model van koude (meer massieve) donkere materie houdt op zeer grote schaal stand, Fassnacht zei, maar werkt niet zo goed op de schaal van individuele sterrenstelsels. Dat heeft geleid tot andere modellen, waaronder 'warme' donkere materie met lichtere, sneller bewegende deeltjes. 'Hete' donkere materie met deeltjes die dicht bij de lichtsnelheid bewegen, is door waarnemingen uitgesloten.

Voormalig UC Davis-afgestudeerde student Jen-Wei Hsueh, Fassnacht en collega's gebruikten zwaartekrachtlenzen om de warmte en dus de massa donkere materie te beperken. Ze maten de helderheid van zeven verre quasars met gravitatielenzen om te zoeken naar veranderingen veroorzaakt door extra tussenliggende klodders donkere materie en gebruikten deze resultaten om de grootte van deze donkere materielenzen te meten.

Als donkere materiedeeltjes lichter zijn, warmer en sneller bewegend, dan zullen ze geen structuren vormen onder een bepaalde grootte, aldus Fassnacht.

"Onder een bepaalde maat, ze zouden gewoon uitgesmeerd worden, " hij zei.

De resultaten stellen een ondergrens aan de massa van een potentieel donkere-materiedeeltje, terwijl koude donkere materie niet wordt uitgesloten. hij zei. De resultaten van het team vertegenwoordigen een grote verbetering ten opzichte van een eerdere analyse, vanaf 2002, en zijn vergelijkbaar met recente resultaten van een team aan de UCLA.

Fassnacht hoopt door te gaan met het toevoegen van lensobjecten aan het onderzoek om de statistische nauwkeurigheid te verbeteren.

"We moeten naar ongeveer 50 objecten kijken om een ​​goede beperking te krijgen van hoe warm donkere materie kan zijn, " hij zei.