23 juni 2021

Is donkere materie eigenlijk een Bose-Einstein-condensaat?

Credit: Broadhurst


Het zijn drukke tijden voor donkere materie-gerelateerd onderzoek. Zojuist is op AstroBlogs een blog (eigenlijk twee stuks 😛 ) verschenen waarin wordt gesteld dat donkere materie is opgebouwd uit “macro’s”. Andere onderzoekers zijn met een alternatief gekomen: volgens hen bestaat donkere materie uit héle lichte bosonen, met een massa van een tiende van een miljardste van een miljardste van een miljardste elektron. Het verschil tussen fermionen en bosonen is dat een fermion niet op dezelfde plaats op dezelfde positie kan staan als een ander fermion. Met andere woorden: twee fermionen kunnen nooit dezelfde energiestaat innemen. Bosonen kunnen echter zonder problemen op elkaar gepropt worden – ze kunnen dezelfde staat innemen. In sommige gevallen kunnen de bosonen samenklonteren tot een zogenaamd Bose-Einstein-condensaat. Vervolgens hebben de onderzoekers hun model toegepast op computersimulaties waarin het ontstaan van sterrenstelsels wordt nagebootst. En wat blijkt nou? Het model waarin donkere materie is opgebouwd uit lichte bosonen weet de realiteit veel beter te benaderen dan bij meer conventionele modellen van donkere materie. Een goed voorbeeld zijn een klasse van dwergstelsels die volgens de conventionele modellen veel talrijker zouden moet zijn dan wordt waargenomen. Maar bij Bose-Einstein donkere materie is het resultaat van de modellen in overeenstemming met wat we kunnen zien.

Credit: Lewin Stein

Maar dat is niet alles. Volgens de betrokken onderzoekers zou bosonische donkere materie vol met golven moeten zitten. Stabiele golven die “solitonen” worden genoemd zouden dan in het centrum van sterrenstelsels moeten bestaan, omringd door een ‘klonterige’ halo van gigantische kwantum-dichtheidfluctuaties die voortdurend onderhevig zijn aan verandering. En, last but not least, als donkere materie is opgebouwd uit een Bose-Einstein-condensaat, dan zou de ontwikkeling van sterrenstelsels zo’n 330 miljoen jaar na de oerknal op gang zijn gekomen. Dat is veel later dan volgens meer conventionele modellen. Kijk, dat is dus een voorspelling die we kunnen testen. Huidige en toekomstige ruimtetelescopen kijken steeds dieper en dieper terug in de tijd en zullen ooit uitsluitsel kunnen geven over de aard van donkere materie: bosonen of fermionen? Bron: SPACE.com.

Comments

  1. Een bose-einstein condensaat zit nog maar enkele nanokelvin boven het absolute nulpunt. De temperatuur in de lege ruimte is ongeveer ergens rond de 2.7 kelvin als ik het goed heb. Zouden we dan geen temperatuurverschil moeten zien tussen de normale lege ruimte en waar donkere materie aanwezig zou moeten zijn?
    En een BEC kan volgens mij wel een interactie hebben met fotonen. En wat gebeurd er als normale materie door de donkere BEC materie reist, dan zou je toch ook een interactie moeten zien lijkt mij?

Laat een antwoord achter aan rudiev Antwoord annuleren

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: