Sam Jarman , Phys.org

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriKredit: Pexels-dən Scott Lord

Qaranlıq maddənin mənşəyi ilə bağlı yeni bir nəzəriyyə, sürətli hərəkət edən, neytrinoya bənzər qaranlıq hissəciklərin əvvəlki nəzəriyyələrin irəli sürdüyündən çox daha əvvəl Standart Model hissəciklərindən ayrıla biləcəyini göstərir.

Minnesota Universitetində Stiven Henrix və Keyt Olivenin başçılıq etdiyi bir qrup Physical Review Letters jurnalında dərc olunan yeni araşdırma vasitəsilə bu ” ultra relyativistik donma ” mexanizminin demək olar ki, aşkar edilməyən, lakin kainatın müşahidə olunan tarixi ilə hələ də uyğunlaşan qaranlıq maddə hissəcikləri yarada biləcəyini təklif edir.

Kainatın ümumi kütləsinin təxminən 85%-ni təşkil etməsinə baxmayaraq, qaranlıq maddənin cazibə qüvvəsi istisna olmaqla, müntəzəm maddə ilə qarşılıqlı əlaqədə olduğu heç vaxt görülməmişdir ki, bu da onun mənşəyini kosmologiyada ən davamlı sirrlərdən birinə çevirmişdir.

Erkən nəzəriyyələr və dəyişən perspektivlər

1970-ci illərdə fiziklər qaranlıq maddənin neytrinolardan ibarət ola biləcəyinə geniş şəkildə inanırdılar: Standart Modelin bir hissəsi olan kiçik, yüksüz hissəciklər, lakin digər Standart Model hissəcikləri ilə çox zəif qarşılıqlı əlaqədə olurlar.

Bu orijinal “isti dondurma” ssenarisi, enerjinin radiasiyanın üstünlük təşkil etdiyi və həddindən artıq temperaturun neytrinoların əvvəlcə digər Standart Model hissəcikləri ilə tez-tez qarşılıqlı əlaqədə olması demək olduğu erkən kainat dövründə baş verərdi. Kainat genişləndikcə və soyuduqca, neytrinolar ultra-relativistik sürətlərini saxlayaraq, digər maddə formalarından ayrıldılar.

1980-ci illərdə isə əlavə hesablamalar göstərdi ki, bu “isti qaranlıq maddə” ilk qalaktikaları əmələ gətirmək üçün tələb olunan sıxlıq variasiyalarını hamarlaşdıraraq, enerjini ilkin kainatda sürətlə paylayacaqdı.

Henrix izah edir: “O vaxtdan bəri, ultra-relativistik dondurma qaranlıq maddənin əmələ gəlməsi üçün əlverişli bir mexanizm olaraq böyük ölçüdə laqeyd qaldı”.

Bunun əvəzinə, zəif qarşılıqlı təsir göstərən kütləvi hissəcik (WIMP) və zəif qarşılıqlı təsir göstərən kütləvi hissəcik (FIMP) iki dominant qaranlıq maddə namizədi olmuşdur. Bu nəzəri hissəciklərin hər ikisi Standart Modeldən kənarda mövcuddur və onilliklər boyu aparılan geniş axtarışlara baxmayaraq, birbaşa aşkarlamalar qısa müddətdə davam etmişdir.

Ultra-relativistik dondurulmaya yenidən baxılır

Henrixin komandası araşdırmalarında ultra-relativistik donma (UFO) nəzəriyyəsini yenidən nəzərdən keçirdi və bu prosesin kainat tarixində əvvəllər düşünüldüyündən daha əvvəl baş verə biləcəyini irəli sürdü.

Demək olar ki, Böyük Partlayışdan dərhal sonra kainat eksponent şəkildə şişməyə başladı və onun bütün enerjisi tək bir kvant sahəsində (“inflyasiya”) toplandı – onun temperaturu kəskin şəkildə azaldı. Komanda öz hesablamalarına əsasən, UFO-nun inflyasiya dövrünün bitməsindən qısa müddət sonra – “yenidən isitmə” adlı bir dövrdə baş verə biləcəyini təklif edir.

“Yenidən isitmə zamanı inflyasiyadan məsul olan kvant sahəsi Standart Model radiasiya hissəciklərinə parçalanır” Henrix təsvir edir. “Bu, qaranlıq maddə istehsalının baş vermə tərzini kökündən dəyişdirir.”

Əgər ultra relativistik qaranlıq maddə Standart Model hissəciklərindən ilk dəfə inflyasiyaya səbəb olan kvant sahəsindən əmələ gələn kimi ayrılsaydı, komanda bu qaranlıq materiyanın isti doğulmasına baxmayaraq, radiasiya hökmranlığı dövründə soyumağa kifayət qədər vaxtının olacağını və qalaktikaların erkən formalaşmasına mane olmayacağını düşünür.

“Biz həmçinin göstərdik ki, UFO bir çox qarşılıqlı əlaqə üçün standart WIMP və FIMP rejimləri arasında qaçılmaz ara rejimdir”, – Henrix əlavə edir. Bu, ultra-relativistik qaranlıq maddənin FIMP-lər qədər zəif olmasa da, WIMP-lərə nisbətən müntəzəm maddə ilə daha zəif qarşılıqlı əlaqədə olacağını göstərir.

Qaranlıq maddənin aşkarlanması üçün təsirlər

İlk dəfə olaraq, bu nəzəriyyə UFO qaranlıq materiyasının nə üçün Yer əsaslı detektorlar tərəfindən görünməz qaldığını, eyni zamanda hələ də ən erkən qalaktikaların formalaşmasına imkan verdiyini izah edəcək.

Henrix deyir: “Hansı DM kütlələrinin və qarşılıqlı təsir güclərinin bu mexanizmlə uyğun olduğunu müəyyən etdiyimiz üçün, indiki və ya gələcək qaranlıq maddənin aşkarlanması təcrübələri üçün uzun müddət laqeyd qalmış bu qaranlıq maddə kateqoriyasını tapmaq mümkün ola bilər” dedi.

Müəllifimiz Sam Jarman tərəfindən sizin üçün yazılmış, Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Eqan tərəfindən yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu hesabat sizin üçün əhəmiyyət kəsb edirsə, lütfən, ianə (xüsusilə aylıq) nəzərdən keçirin. Siz təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Ətraflı məlumat: Stephen E. Henrich et al, Ultrarelativistic Freeze-Out: A Bridge from WIMPs to FIMPs, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/zk9k-nbpj . arXiv- də : DOI: 10.48550/arxiv.2511.02117

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal məktubları , arXiv  

© 2025 Science X Network