21 juni 2024

Met nieuwe techniek kunnen meteoren gebruikt worden om donkere materie te traceren

De foto is een opname van een zeer heldere meteoor tijdens de meteorenzwerm Leoniden in november 2009. Credit: Ed Sweeney, Santa Cruz, USA (gebruiker Navicore op Wikipedia).

Pakweg 85% van alle materie in het heelal is niet de gewone materie van protonen, neutronen, elektronen en andere bekende deeltjes, maar bestaat uit de mysterieuze donkere materie. Op indirecte wijze is dat mysterieuze goedje te zien door de enige manier waaorp het reageert met gewone materie: door de zwaartekracht. Een nieuwe techniek, waarbij radarwaarnemingen gebruikt worden, laat nu zien dat ook meteoren kunnen worden gebruikt om donkere materie te traceren. John Beacom (Ohio State University) en z’n team gaan er daarbij vanuit dat het gaat om macroscopische donkere materie: deeltjes met een grote massa die de traditionele aardse detectoren, die meestal diep onder de grond zitten, misschien niet bereiken.

Credit: Pawan Dhakal et al

Het idee is nu het volgende: wanneer ze door de aardse atmosfeer vliegen, produceren zowel meteoren als donkere materiedeeltjes ionisatieafzettingen – een vorm van straling die vrije elektronen achterlaat, atomen die elektriciteit kunnen geleiden. Elektromagnetische golven die door de radar worden vrijgegeven, kaatsen terug op de vrije elektronen, wat de aanwezigheid van ‘niet gewone’ materie aangeeft. Het elektronendichtheidsprofiel – in de grafiek hierboven te zien als de rode gradiënt, DM=donkere materie – zou verschillen tussen meteoren en donkere materie, hetgeen kan worden gebruikt om donkere materie van meteoren te onderscheiden. Op deze manier kan de atmosfeer van de aarde worden omgevormd tot één efficiënte, grootschalige deeltjesdetector. Meteoren die door de atmosfeer schieten worden met de radar al decennia bestudeerd, maar nooit eerder heeft iemand er aan gedacht om de techniek ook toe te passen op donkere materie, tot nu. Meer informatie hierover vind je in:

Pawan Dhakal et al, New Constraints on Macroscopic Dark Matter Using Radar Meteor Detectors (2022).

Bron: Phys.org.

Share

Speak Your Mind

*