Wetenschappers hebben het massabereik voor donkere materie berekend - en het is strakker dan de wetenschappelijke wereld dacht.

Hun bevindingen zullen worden gepubliceerd in Natuurkunde Letters B in maart - het bereik van potentiële massa's voor donkere materiedeeltjes drastisch verkleinen, en helpen om de zoektocht naar toekomstige Dark Matter-jagers te concentreren. De onderzoekers van de Universiteit van Sussex gebruikten het vaststaande feit dat de zwaartekracht op donkere materie inwerkt net zoals het inwerkt op het zichtbare universum om de onder- en bovengrenzen van de massa van donkere materie te bepalen.

De resultaten laten zien dat donkere materie niet 'ultralicht' of 'superzwaar' kan zijn, zoals sommigen hebben getheoretiseerd, tenzij een nog onontdekte kracht er ook op inwerkt.

Het team ging ervan uit dat de enige kracht die op donkere materie inwerkt, de zwaartekracht is, en berekende dat donkere materiedeeltjes een massa moeten hebben tussen 10 ^-3 eV en 10 ⁷ eV. Dat is een veel strakker bereik dan de 10 ^-24 eV-10 ¹⁹ GeV-spectrum dat over het algemeen wordt getheoretiseerd.

Wat de ontdekking nog belangrijker maakt, is dat als blijkt dat de massa van donkere materie buiten het bereik valt dat door het Sussex-team is voorspeld, dan zal het ook bewijzen dat een extra kracht - evenals zwaartekracht - op donkere materie inwerkt.

Professor Xavier Calmet van de School of Mathematical and Physical Sciences aan de Universiteit van Sussex, zei:

"Dit is de eerste keer dat iemand heeft gedacht om wat we weten over kwantumzwaartekracht te gebruiken als een manier om het massabereik voor donkere materie te berekenen. We waren verrast toen we ons realiseerden dat niemand het eerder had gedaan - net als de collega-wetenschappers die recenseerden ons papier.

"Wat we hebben gedaan, laat zien dat donkere materie niet 'ultralicht' of 'superzwaar' kan zijn, zoals sommigen beweren, tenzij er een tot nu toe onbekende extra kracht op inwerkt. Dit stuk onderzoek helpt natuurkundigen in twee manieren:het richt het zoekgebied op donkere materie, en het zal mogelijk ook helpen onthullen of er al dan niet een mysterieuze onbekende extra kracht in het universum is."

Folkert Kuipers, een doctoraat student die werkt met professor Calmet, aan de Universiteit van Sussex, zei:

"Als promovendus het is geweldig om te kunnen werken aan onderzoek dat zo spannend en impactvol is als dit. Onze bevindingen zijn zeer goed nieuws voor experimentatoren, omdat het hen zal helpen dichter bij het ontdekken van de ware aard van donkere materie te komen."

Het zichtbare universum - zoals wijzelf, de planeten en sterren - zijn goed voor 25 procent van alle massa in het universum. De overige 75 procent bestaat uit donkere materie.

Het is bekend dat zwaartekracht inwerkt op donkere materie, omdat dat de vorm van sterrenstelsels verklaart.