18 oktober 2017

Geen WIMP’s? Dan wellicht axionen als verklaring voor donkere materie?

Donkere materie, we weten dat het er is, we kunnen het alleen niet zien.

Donkere materie, we weten dat het er is, we kunnen het alleen niet zien.

We weten dat donkere materie bestaat en dat het 26,8% van de totale massa van het heelal bevat – daar zijn vanaf de jaren dertig talloze indirecte bewijzen voor verzameld. We weten alleen niet wat het precies is en welke eigenschappen het heeft. Op vele plekken op de wereld wordt in ondergrondse onderzoekscentra – beschut tegen storende invloeden van bijvoorbeeld kosmische straling – gezocht naar donkere materie en daarbij zijn alle pijlen gericht op de zogenaamde WIMP’s, de weakly interactive massive particles, de voornaamste kandidaten voor de deeltjes die donkere materie zouden vormen. E

Reacties

  1. Olaf van KootenOlaf van Kooten zegt:

    Het Higgs-veld is toch ook scalair? Interessante materie, vooral het filmpje 😀

  2. Klopt, het Higgs boson is ook scalair, ook diens spin is 0. Het is het eerste scalar deeltje ooit ontdekt. Alleen is het met 125 GeV rustmassa heel wat zwaarder dan het axion.

  3. axion? klinkt goedkoop, waar heb ik die naam nog meer gehoord ? 🙂

  4. Je bedoelt Action? Ja, die is inderdaad goedkoop. 🙂

  5. Rob+Heusdens zegt:

    Er is nog een andere mogelijkheid, namelijk dat er ook deeltjes kunnen zijn waarvan de massa negatief is. Dergelijke hypotheses (maar dan ongerelateerd aan donkere materie) zijn wel eens eerder onderzocht, o.a. door Bondi. Het lijkt in eerste zin natuurlijk onmogelijk om negatieve massa te hebben. Althans, volgens de huidige fysica is massa altijd positief. Maar waarom zou zwaartekracht iets compleet anders zijn dan de andere natuurkrachten waar ladingen wel positief of negatief of zelfs in drie varianten kunnen bestaan (kleur kracht en kleur lading bij sterke wisselwerking).
    Als we gravitationele massa gelijk stellen aan intertiele massa dan hebben we de volgende eigenschappen:
    = positieve massa trekt positieve massa aan
    = negatieve massa trekt negatieve massa aan, maar ze versnellen juist uitelkaar! (F=ma, bij negatieve massa is de versnelling in de omgekeerde richting als de kracht)
    = negatieve massa wordt afgestoten door positieve massa, maar versneld er juist naar toe (idem)
    = positieve massa wordt afgestoten door negatieve massa

    Was als er tijdens de big bang ook negatieve massa deeltje waren gevormd? De positiee massa clustert dan aan elkaar en vormt sterrenstelsels. De negatieve massa verspreid zich juist, maar raakt wel gebonden aan de positieve massa clusteringen, en bevindt zich dan als een soort schil om de sterrenstelsels heen, maar komt niet voor in het sterrenstelsel zelf.

    Dus de plekken waar je negatieve massa deeltjes zou kunnen verwachten volgens deze hypothese, zijn precies die plekken waar we nu ook de donkere materie zien.

    Een verdere uitwerking van dit idee zou ook aan kunnen tonen dat ook de andere eigenschappen van donkere materie (de invloed op de roratie van het sterrenstelsel in de buitenste delen) en haar onzichtbaarheid, overeenkomen met deze nieuwe, hypothetische negatieve massa deeltjes.

    Merk op dat als de massa negatief is, de electromagnetische kracht ook precies omgekeerd is: positieve lading trekt dan positieve lading aan, idem voor negatieve, en ongelijke lading stoot elkaar af. Daarom vormen zich ook geen atomen, en ook de interactie met fotonen is anders, waardoor we het niet kunnen zien.

    Zeer speculatief, en nog lang niet overtuigend genoeg voor een complete theorie (want ook de bariogenesis en de hele evolutie van het universum zou dan verklaard moeten worden, evenals de donkere energie, die ook repulsief is), maar toch wel zo opmerkelijk dat dat eigenlijk best verdere aandacht verdient!

Laat wat van je horen

*