Experts van de Universiteit van Adelaide proberen de geheimen van donkere materie te ontrafelen, die 84% van de materie in het universum uitmaakt, maar we weten er weinig van. Onderzoekers gebruiken een nieuwe tool die het bestaan ​​van een nieuw deeltje zou kunnen signaleren.

"We proberen het probleem op te lossen van het begrijpen van een van de grote uitdagingen waarmee de moderne wetenschap wordt geconfronteerd:hoe te vinden uit welk type deeltje donkere materie bestaat", zegt professor Anthony Thomas, ouderling hoogleraar natuurkunde aan de Universiteit van Adelaide.

"Donkere materie is vijf keer overvloediger dan de zichtbare materie die natuurkundigen zo succesvol hebben onderzocht en waaruit we bestaan.

"We weten niet uit welk soort deeltje donkere materie bestaat, maar we willen dit, samen met een zeer groot aantal mensen over de hele wereld, begrijpen."

Professor Thomas is een van het team van het ARC Centre of Excellence for Dark Matter Particle Physics dat meer wil ontdekken over deze mysterieuze substantie.

Een belangrijke benadering is het Sodium Iodide with Active Background Rejection Experiment (SABRE) dat wordt gebouwd in een nieuw laboratorium in een voormalige goudmijn, een kilometer onder de grond in Stawell, Victoria. Het wordt gebouwd in samenwerking met onderzoekers in Australië, Europa en de Verenigde Staten en zal hopelijk over een paar jaar licht op deze vraag werpen.

Het laatste werk van professor Thomas met collega's Dr. Xuangong Wang en professor Anthony Williams van de University Adelaide's School of Physical Sciences, gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters , onderzoekt de mogelijkheid dat donkere materie bestaat in de vorm van een donker massief foton.

"We onderzoeken het ontdekkingspotentieel van een nieuw hulpmiddel, pariteitsschending van elektronenverstrooiing, dat mogelijk is gemaakt door de upgrade bij Thomas Jefferson National Accelerator Facility (JLab) in de Verenigde Staten", aldus professor Thomas.

"Pariteitsschending is als kijken naar het verschil tussen wat er in het laboratorium gebeurt en wat er gebeurt als je het experiment in een spiegel bekijkt. De verschillen zijn erg klein, meestal minder dan een deel per miljoen, maar ongelooflijk nauwkeurige metingen stellen ons in staat om dit waar te nemen. en gebruik het als een signaal van het bestaan ​​van dit nieuwe deeltje.

"We hebben een mysterieus resultaat gevonden voor de grootte van een loodkern, dat kan worden verklaard als er een bepaald nieuw donkeremateriedeeltje is, het donkere foton.

"Nieuwe experimenten waarbij veranderingen in de voorspellingen zonder donkere materie met maar liefst vijf procent kunnen worden gewijzigd, met het verschil dat direct bewijs levert voor dit type donkere materie."

Kennis over dit nieuwe deeltje uit het werk van professor Thomas kan helpen bij het verklaren van een verrassende discrepantie die is afgeleid uit experimenten bij JLab tussen de neutronendichtheid in een loden kern en die voorspeld door de nucleaire structuurtheorie.

"Een essentiële test van het bestaan ​​van zo'n deeltje zou kunnen worden geleverd door toekomstige experimenten met het gedrag van elektronen, positronen en deuteronen", zei hij.

"Zichtbare materie is slechts het topje van de ijsberg. Met een beter begrip van donkere materie, het deel van de ijsberg onder het oppervlak, zullen we een licht schijnen op de geheimen van ons universum." + Verder verkennen

De samenstelling van donkere materie voorspellen