Er is donkere materie in het heelal, al weten we niet hoe dat er uit ziet. Credit: NASA, ESA, M. J. Jee and H. Ford et al. (Johns Hopkins Univ.)
Je komt de term wel eens tegen in vakartikelen en heel vaak als het gaat om de detectie van donkere materie, null-detection. Je probeert iets waar te nemen en je ziet niets, nadah, nothing, niente, nul komma nul detectie. Je kunt null-detectie als een teleurstelling beschouwen, maar juist ook als iets positiefs, dat daar waar je gezocht hebt hetgeen wat je zoekt niet voorkomt en dat je dus beter elders moet zoeken. OK, lange intro waar het om draait: dat er nog nooit iemand is doodgegaan aan donkere materie. Mmmm, lijkt nogal logisch, want donkere materie reageert toch nergens op, dus waarom zou er überhaupt ooit iemand doodgaan aan donkere materie? Yep, klopt als een bus.
Credit: NASA/CXC/SAO.
Maar omdat men al tientallen jaren wereldwijd probeert om donkere materie te detecteren (telkens zonder resultaat, jawel telkens null-detecties) gaan de theoretici andere dingen bedenken. Kunnen deeltjes donkere materie bijvoorbeeld niet héél zwaar zijn, grammen tot tot kilogrammen zwaar, anders dan de gangbare hypothetische axionen, steriele neutrino’s en WIMPS. Er is ooit zo’n theorie opgesteld, die dat soort deeltjes macro’s noemt en die zouden bestaan uit zogeheten vreemde materie, iets wat de beroemde snaartheoreticus Edward Witten heeft bedacht, een vorm van materie die in varianten van neutronensterren zou kunnen voorkomen, vreemde quarks terrein (zie de afbeelding hierboven). Op grond van indirecte waarnemingen weet men hoeveel donkere materie er in het hele heelal is en daaruit kan je afleiden hoeveel van die hypothetische macro’s door het heelal moeten zwerven – heel weinig, zoals je zult begrijpen.
Credit: Pixabay/Inspired Images.
Stel je nou eens voor dat macro’s echt bestaan en dat er eentje met een snelheid van 900.000 km/u de aarde passeert. Dan is het best denkbeeldig dat zo’n macro een keertje tegen een mens botst, daar lopen er op het aardoppervlak ook aardig wat van rond. Zo’n botsing lijkt dodelijk te zijn, want de kinetische energie (100 J) van een macro is enorm. Maar wie zegt dat er nog nooit iemand doodgegaan is door een macro? Dát schijnt weer uitgesloten te kunnen worden, omdat als iemand geraakt zou worden door een macro dat hetzelfde effect geeft als iemand die in Star wars door een Jedi met een ‘lightsaber’ wordt doorkliefd. Iemand die zó is doodgegaan is niet bekend (indien jou wel bekend, geef ’t effe door s.v.p.).
Die null-detectie is door Singh Sidhu (Case Western Reserve University in Cleveland, Ohio) en collega’s gebruikt om limieten te stellen aan de massa van macro’s – men leze hier hun artikel erover. Wat blijkt: macro’s met een massa tussen 10 mg en 50 kg kunnen niet bestaan (het blauwe gebied in de grafiek hierboven), anders moet er statistisch gezien afgelopen tien jaar iemand door een macro gedood moeten zijn. Eerder onderzoek aan oude mica liet al zien dat macro’s niet lichter dan 55 gram kunnen zijn (het geel gearceerde gebied). En zo hebben we toch nog iets geleerd van deze bijzondere null-detectie. Bron: Space.com + Francis Naukas.
