Slechts een klein deel van het heelal bestaat uit zichtbare materie. Verreweg het grootste deel is onzichtbaar en bestaat uit donkere materie en donkere energie. Er is heel weinig bekend over donkere energie, maar er zijn veel theorieën en experimenten over het bestaan ​​van donkere materie die zijn ontworpen om deze tot nu toe onbekende deeltjes te vinden. Wetenschappers van de Johannes Gutenberg Universiteit Mainz (JGU) in Duitsland hebben nu een nieuwe theorie bedacht over hoe donkere materie gevormd kan zijn kort na het ontstaan ​​van het heelal. Dit nieuwe model stelt een alternatief voor voor het WIMP-paradigma dat het onderwerp is van verschillende experimenten in huidig ​​onderzoek.

Donkere materie is overal in het heelal aanwezig, sterrenstelsels en de grootste bekende structuren in de kosmos vormen. Het maakt ongeveer 23 procent van ons universum uit, overwegende dat de voor ons zichtbare deeltjes waaruit de sterren bestaan, planeten, en zelfs het leven op aarde vertegenwoordigt slechts ongeveer vier procent ervan. De huidige veronderstelling is dat donkere materie een kosmologisch overblijfsel is dat sinds zijn ontstaan ​​in wezen stabiel is gebleven. "We hebben deze veronderstelling in twijfel getrokken, waaruit blijkt dat donkere materie aan het begin van het heelal mogelijk onstabiel was, " verklaarde Dr. Michael Baker van de groep Theoretical High Energy Physics (THEP) van het JGU Institute of Physics. Deze instabiliteit wijst ook op het bestaan ​​van een nieuw mechanisme dat de waargenomen hoeveelheid donkere materie in de kosmos verklaart.

De stabiliteit van donkere materie wordt meestal verklaard door een symmetrieprincipe. Echter, in hun krant, Dr. Michael Baker en prof. Joachim Kopp tonen aan dat het universum mogelijk een fase heeft doorgemaakt waarin deze symmetrie werd verbroken. Dit zou betekenen dat het mogelijk is dat het hypothetische donkere materiedeeltje vervalt. Tijdens de elektrozwakke faseovergang, de symmetrie die donkere materie stabiliseert zou zijn hersteld, waardoor het tot op de dag van vandaag in het universum kan blijven bestaan.

Met hun nieuwe theorie, Baker en Kopp hebben een nieuw principe geïntroduceerd in het debat over de aard van donkere materie dat een alternatief biedt voor de algemeen aanvaarde WIMP-theorie. Tot nu toe, WIMP's, of zwak interagerende massieve deeltjes, worden beschouwd als de meest waarschijnlijke componenten van donkere materie, en experimenten met zwaar afgeschermde ondergrondse detectoren zijn uitgevoerd om ze te zoeken. "De afwezigheid van overtuigende signalen zorgde ervoor dat we op zoek gingen naar alternatieven voor het WIMP-paradigma, ' zei Kopp.

De twee natuurkundigen beweren dat het nieuwe mechanisme dat ze voorstellen mogelijk verband houdt met de schijnbare onbalans tussen materie en antimaterie in de kosmos en een afdruk zou kunnen achterlaten die zou worden gedetecteerd in toekomstige experimenten met zwaartekrachtsgolven. In hun paper gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , Baker en Kopp wijzen ook op de vooruitzichten om bewijs te vinden voor hun nieuwe principe in de LHC-deeltjesversneller van CERN en andere experimentele faciliteiten.