Bir araştırma ekibi karanlık maddeyi aramak için yeni bir yol önerdi: uzay-zamanın kendi bozulmalarında. Ekip, Lazer İnterferometre Yerçekimi Gözlemevi’nin veya LIGO’nun üçüncü gözlem çalışmasından gelen verileri inceledi ve yayınlandı bu ayın başlarında bulgularını açıkladı Fiziksel İnceleme Mektupları.
Karanlık madde, varlığı sıradan maddeyle olan kütle çekimsel etkileşimleri aracılığıyla çıkarsanan ancak başka türlü görünmez olan madde için kullanılan bir şemsiye terimdir. Karanlık madde, evrenin kütle-enerji içeriğinin yaklaşık %27’sini oluşturur ve her şeyin büyük bir kısmını oluşturmasına rağmen, doğrudan gözlemlenmesinin can sıkıcı derecede zor olduğu kanıtlanmıştır. Yani, bilim insanları henüz bunu yapmadı. Bunun yerine, diğer nesneler üzerindeki kütle çekimsel etkilerine tanıklık etmeye indirgendiler.
Cardiff Üniversitesi’nde fizikçi ve çalışmanın baş yazarı olan Alexandre Göttel, “Bazı teoriler karanlık maddenin bir parçacıktan çok bir dalga gibi davrandığını öne sürüyor” dedi. Phys.org’a söyledi“Bu dalgalar normal maddede kütle çekim dalgası dedektörleri tarafından tespit edilebilen küçük salınımlara neden olur.”
LIGO gibi kütle çekim dalgası dedektörleri, kara delikler ve nötron yıldızları gibi büyük nesnelerin hareketi ve etkileşimleri tarafından oluşturulan uzay-zaman dalgalanmalarını algılamak için interferometri kullanır. LIGO esasen yeraltı lazerlerinin kat ettiği mesafeyi ölçer; kütle çekim dalgaları uzay-zamanı küçülttüğünde veya gerdiğinde, bilim insanları verilerde lazerlerin daha önce olduğundan çok az daha uzun veya daha kısa bir mesafe kat ettiğini görebilir, bu da kütle çekim dalgasının içinden geçtiğini gösterir.
Son ekip, karanlık maddenin varsayılan formlarından biri olan ultra hafif bozonlara baktı (diğer formlar arasında aksiyonlar ve karanlık fotonlar bulunur). Ekibin araştırdığı karanlık maddenin benzersiz bir özelliği, Zayıf Etkileşimli Büyük Parçacıklar veya WIMP’lere benzer şekilde hem madde hem de ışıkla zayıf etkileşimidir ve kütleçekim dalgası dedektörü verilerinde görünmesini mümkün kılacak bulut benzeri oluşumlar oluşturabilir.
“Atom düzeyinde, karanlık madde alanını elektromanyetik alanla birlikte dalgalanırken hayal edebilirsiniz,” dedi Göttel. “Karanlık madde alanı salınımları, elektromanyetik etkileşimleri yöneten temel sabitleri, yani ince yapı sabitini ve elektron kütlesini etkili bir şekilde değiştirir.”
Ekip karanlık maddeyi doğrudan tespit etmemiş olsa da, bu maddenin LIGO bileşenleriyle etkileşiminin gücüne yeni sınırlar koydular. Ekibin yeni ölçümü, test ettikleri belirli frekans aralığında önceki çalışmanın ölçümünü 10.000 kat artırdı.
Bilim insanlarının karanlık maddeyi doğrudan ilk kez tespit etmeleri uzun zaman alabilir (yani alacaktır), bu yüzden bulabildikleri her yerde arama yapmaları iyi bir şey.
