Zitten kameleondeeltjes achter de donkere energie?

Over de ware aard van donkere energie tasten de natuurkundigen nog in het duister, maar er zijn sinds kort aanwijzingen dat er mogelijk een verband is tussen de zogenaamde axionen, theoretisch voorspelde elementaire deeltjes, en donkere energie. Donkere energie zou volgens waarnemingen maar liefst 73% van de gehele massa-energie van het heelal voor haar rekening nemen ^[1]Slechts 4% bestaat uit gewone (baryonische) materie, de 23 % rest wordt verklaard door donkere materie., maar niemand weet waaruit die energie precies bestaat. Onderzoek van een drietal sterrenkundigen van de Queen Mary Universiteit in Londen aan 77 actieve sterrenstelsels heeft een mogelijke aanwijzing opgeleverd. Douglas Shaw en z’n collegae ^[2]Clare Burrage en Anne-Christine Davis om precies te zijn. analyseerden bij verschillende golflengten – vooral röntgen- en gammastraling – het licht dat door de AGN (active galactic nuclei) van die sterrenstelsels wordt uitgezonden. En wat bleek uit die analyse: dat bepaalde lichtdeeltjes onderweg tussen het uitzenden vanuit de AGN en de aankomst op aarde verdwenen zijn. Shaw et al denken dat axionen hiervan de oorzaak zijn. Die deeltjes hebben namelijk een kameleonachtig karakter, waarbij ze zich aan hun omgeving aan kunnen passen. Als er veel massa in de buurt is zijn ze zelf ook zwaar, zijn ze alleen dan zijn ze licht. De hoogenergetische fotonen die door de AGN worden uitgezonden kunnen onderweg op hun lange reis naar aarde veranderen in axionen als ze intense magneetvelden passeren ^[3]De zogenaamde axion-photon mixing.. In de figuur hierboven zie je dat, waarin de blauwe lijn een axion is en de golflijn een foton. De in axionen veranderde fotonen worden niet waargenomen – ze kunnen zelfs dwars door de aarde gaan – en daardoor mist men een gedeelte van de voorspelde straling van de AGN.

Het stralingslek zou ook andere oorzaken dan axionen kunnen hebben, maar het drietal waarnemers zag dat niet alleen de intensiteit van de straling was veranderd, maar ook de polarisatie, op een manier die karakteristiek was voor axionen. Maar wat is nou precies de link tussen axionen en donkere energie? Welnu, vanwege hun kameleonachtige karakter zouden axionen in de buurt van de ‘massieve’ aarde te zwaar zijn om waar te nemen. Alleen ver weg van materie in de grote intergalactische ruimte zouden de axionen hun lichte vorm aannemen. Vandaar dat natuurkundigen er tot nu toe nooit in zijn geslaagd om de axionen waar te nemen en wellicht te ontmaskeren als de ware bron van donkere energie ^[4]Tussen twee haakjes: (ik kende zelf alleen het mogelijke verband tussen axionen en donkere materie. De link axionen-donkere energie is ook voor mij nieuw.) . OK, op 19 juni a.s. geef ik een lezing over donkere energie/massa bij Huygens. Ik kom daar zeker terug op deze zaak. 🙂 Bron: NRC-Handelsblad, 6 juni 2009.