Karanlık madde arayışında yeni bir zemin açılıyor

RIKEN fizikçilerinin yaptığı bir analize göre, karanlık madde için yeni bir tür dedektör, gizemli maddenin doğrudan tespitini yapma potansiyeline sahip.

Gökbilimcilerin tespit edebildiği nesnelerin evrenin kütlesinin yalnızca yaklaşık %15’ini oluşturduğu düşünülüyor; diğer %85’i karanlık maddeden oluşuyor. Karanlık maddenin doğası modern fiziğin en büyük gizemlerinden biridir.

“Karanlık madde çok belirsizdir,” diyor RIKEN İleri Fotonik Merkezi’nden (RAP) Javier De Miguel. “Muhtemelen her saniye farkına varmadan karanlık madde parçacıkları tarafından bombalanıyoruz.”

Karanlık maddeyi doğrudan tespit etmeye çalışmak için küresel bir araştırma yürütülüyor. De Miguel, “Bilim topluluğu tarafından muazzam bir ortak çabayla paralel olarak karanlık madde için birkaç aday araştırılıyor” diyor. “Karanlık maddenin tespitinin bu yüzyılın dönüm noktası olaylarından biri olabileceği konusunda iyimserim.”

De Miguel 2021’de, aksiyon olarak bilinen karanlık madde adaylarını tespit etmek için Karanlık Fotonlar ve Aksiyon Benzeri Parçacıklar İnterferometresi (DALI) adını verdiği yeni bir tür karanlık madde dedektörü hakkında haber yaptı.

DALI şu anda tasarım ve prototipleme aşamasında olup, yaklaşık beş yıllık bir hedef devreye alma süresiyle Tenerife’deki Teide Gözlemevi’ne kurulması bekleniyor.

DALI’nin aksiyonları ve diğer karanlık madde adaylarını tespit etme olasılığını değerlendirmek için, yine RAP’den De Miguel ve Chiko Otani ve çalışma arkadaşları dedektörün bir analizini gerçekleştirdiler. Çalışma yayınlanan dergide Fiziksel İnceleme D.

Tahminleri, yaklaşık 15 yıllık operasyon boyunca DALI’nin aksionun (eğer varsa) saklanabileceği parametre alanının önemli bir bölümünü kapsayabileceğini öngörüyor. Analiz ayrıca DALI’nin karanlık foton olarak bilinen karanlık madde için olası bir başka adayı da tespit edebileceğini gösteriyor.

DALI keşfedilmemiş toprakları kapsayabilecek. “Önceki deneyler, yüksek frekanslarda karanlık madde arama konusunda sınırlamalara sahipti. DALI, yeni bir strateji benimseyerek bu sorunu çözüyor,” diyor De Miguel. “Eğer aksiyon veya karanlık foton bu topraklarda mevcutsa, doğrudan bir tespite öncülük edebiliriz.”

Analiz ayrıca DALI’nin etkinliğini artırmak için kullanılabilecek stratejileri de ortaya koydu; bunlar arasında DALI’yi yönlendirilebilir bir montaj üzerine kurmak ve küçük DALI dedektörlerinden oluşan bir dizi oluşturmak yer alıyor.

Analize dayanarak De Miguel, DALI’nin karanlık madde için küresel araştırmaya hayati bir katkı sağlama potansiyeline sahip olduğuna ikna oldu. De Miguel, “DALI deneyinin karanlık maddenin aranması ve tespitinde önemli bir rol oynayabileceğine inanıyorum” diyor. “Özellikle de makul derecede düşük maliyetli ve uygulanabilir olduğu için.”