Tamna strana antimaterije
Kada detektiv utvrdi da dva naizgled odvojena zločina vode do istog osumnjičenika, rješavanje svakog od njih postaje lakše. Sličan poticaj mogao bi dočekati kozmologe, koji se pitaju da li dva najveća misterija u fizici - od čega se tamna materija sastoji i zašto je u ranom svemiru postojao višak materije u odnosu na antimateriju - imaju zajedničko porijeklo. Mogućnost za rješavanje dva misterija u jednom potezu i nije toliko nova, ali zahvaljujući seriji novih modela predstavljenih u posljednjih nekoliko mjeseci, ideja sada izgleda kao "ne toliko egzotična mogućnost", kaže Scott Watson sa Sveučilišta Syracuse u New Yorku. "To je zapravo nešto što smo mogli očekivati".
Mnoge od ovih novih teorija proizlaze iz nedavnih promjena u našem razumijevanju tamne materije, koja je potrebna da bi se stvorila dovoljna količina gravitacije da se spriječi razdvajanje rotirajućih galaksija. Smatra se da se od tamne materije sastoji 85 posto ukupne materije u našem svemiru, što je čini pet puta obilnijom od vidljive materije. To bi se moglo činiti kao visok postotak, ali fizičari bi željeli znati zašto je nema još i više, te što je to zapravo tamna materija.
Predloženi su bezbrojni kandidati, no masivne čestice sa slabom međusobnom interakcijom, WIMP čestice (WIMPs, weakly interacting massive particles), zauzimaju posebno mjesto. One se pojavljuju u modelima poput supersimetrije - popularnom proširenju standardnog modela fizike čestica - ali također mogu objasniti i bogatstvo tamne materije. Ova podudarnost se naziva "WIMP čudo", te je jedan od razloga zbog kojeg su WIMP čestice donedavno bile na samom vrhu ljestvice. Sada se to stajalište mijenja. "Puno izgradnji modela koje smo provodili bilo je utemeljeno na promatranju slučajnosti", kaže Matthew Buckley iz laboratorija "Fermi National Accelerator Laboratory", Batavia, Illinois. Vrijeme je da razmislimo "jesmo li se previše ograničavali; imamo li jednosmjerni um", kaže on. Uistinu, eksperimenti koji su projektirani za otkrivanje tamne materije nedavno su dali naslutiti kako ona možda ne odgovara profilu WIMP čestica.
Istodobno, teoretičari razmatraju mogućnost alternativnih kandidata za tamnu materiju, u slučaju da se takve čestice pojave u Velikom hadronskom sudaraču (LHC - Large Hadron Collider) u CERN-u, u blizini Ženeve, Švicarska. U nekoliko minuta nakon velikog praska, postojala je milijardu i jedna čestica materije na svakih milijardu čestica antimaterije. One su se međusobno uništile, ostavljajući mali višak materije od koje je nastala sva materija koju danas vidimo. Ali sama priroda procesa koji je iznjedrio nešto više materije od antimaterije ostaje nepoznata. Novi modeli za tamnu materiju nude objašnjenja za to - kao i što objašnjavaju relativnu obilnost tamne materije i vidljive materije, te od čega bi se tamna materija mogla sastojati. U nekim modelima, asimetrija u relativnim komponentama antimaterije i materije unutar vidljive materije prenosi se na tamnu materiju ili obratno. U drugima, neravnoteža između čestica tamne materije i antičestica stvorena je od strane istog procesa i u isto vrijeme kao i vidljiva materija i antičestice.
U usporedbi s ranijim pokušajima povezivanja misterija antimaterije i tamne materije, te nove teorije "su sada malo bliže našoj ideji o fizici čestica", kaže Watson. Ideje su naprednije. Međutim, još je uvijek rano. Mnogo ovih modela će se pokazati pogrešnima. Postoji nada da će pružiti informacije za lov na čestice unutar LHC-a. Ako WIMP čestice ostanu nedostižne, ova nova skupina čestica i procesa također bi mogla pomoći pri oblikovanju nove generacije eksperimenata. » Potraži više...