Các hạt tương tác lớn (WIMP) được cho là thống trị vật chất tối và những nỗ lực to lớn đang được tiến hành để phát hiện ra chúng. Do đó, WIMP nổi tiếng là khó phát hiện, nếu chúng tồn tại.
Tuy nhiên, một số nhà vật lý đã tự tin rằng WIMP là chìa khóa để săn lùng vật chất tối. Trong một nghiên cứu mới, hai nhà nghiên cứu Mỹ đã mở lại cuộc tranh luận về vật chất tối, cho thấy phần lớn của nó có thể bao gồm hạt nặng hơn, tương tác mạnhhoặc có thể nhỏ hơn, thậm chí nhiều hơn các hạt tương tác yếu hơn so với lý thuyết WIMP. Các nhà vật lý cũng cho rằng Vũ trụ sẽ là một nơi thậm chí còn thú vị hơn, nơi vật chất tối không có WIMP thống trị
“Chúng ta biết rất ít về vật chất tối, vì chúng ta có thể đo trực tiếp nó, Jonathan cho biết Jonathan Feng, một nhà vật lý tại Đại học California, Irvine. CúcNhưng có những lý thuyết và mô hình. WIMP hấp dẫn bởi vì chúng tình cờ xuất hiện trong nhiều lý thuyết phổ biến về các hạt và tương tác mới. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu có những khả năng thúc đẩy tốt khác đối với vật chất tối bên cạnh WIMP?”
Feng, với đồng tác giả Jason Kumar, đã xuất bản một bài báo trong Thư đánh giá vật lý gọi là "Các hạt vật chất tối không có khối lượng yếu hoặc tương tác yếu, Và các kết quả đã đặt câu hỏi về tính hợp lệ của việc tập trung vào WIMP là thành phần chính của vật chất tối được cho là chiếm phần lớn khối lượng trong Vũ trụ của chúng ta. Vấn đề với vật chất tối, như Feng đã nêu, là chúng ta không thể đo lường (quan sát) nó trực tiếp và do đó chúng ta có rất ít manh mối về nó. Chúng ta biết nó ở đó, chuyển động của các thiên hà và các cụm thiên hà cho thấy ảnh hưởng của lực hấp dẫn của một cái gì đó khác với những gì chúng ta có thể thấy (tức là vật chất phát sáng), nhưng vật chất tối không tương tác thông qua lực điện từ, khiến nó trở thành một thực thể đặc biệt khó nghiên cứu.
Có nhiều lý do lý thuyết mạnh mẽ để tin rằng WIMP là trung tâm của các nghiên cứu vật chất tối, nhưng Feng và Kumar đã sáng tác các mô hình gợi ý các hạt tương tác yếu và mạnh khác có thể giải thích một số hiện tượng chúng ta đang quan sát.
“WIMP là một ví dụ rất cụ thể về vật chất tối, nhưng có một loại hạt rộng hơn, Feng Feng thêm vào. CúcChúng tôi thấy rằng một số mô hình cũng dự đoán đúng lượng vật chất tối cho vũ trụ, nhưng với vật chất tối có khả năng tương tác mạnh hơn hoặc yếu hơn nhiều so với WIMP. Chúng tôi tự hỏi liệu sự chú ý gần như độc quyền cho WIMP có thực sự được bảo hành hay không.”
Thật vậy, rất nhiều sự chú ý tập trung vào lý thuyết WIMP, điều gì sẽ xảy ra nếu các nhà nghiên cứu vật chất tối đang bị chớp mắt bởi một lý thuyết với sự bất lợi của một lời giải thích tinh tế hơn? Một trong những điểm chính được nêu ra là có bằng chứng mạnh mẽ ủng hộ các ứng cử viên vật chất tối với khối lượng khoảng 1 GeV. Phát hiện này xuất phát từ dự án DAMA (Dark Matter) tại Phòng thí nghiệm quốc gia Gran Sasso, Ý, điều tra tín hiệu từ các tương tác vật chất tối có thể có trong quầng thiên hà. WIMPS lớn hơn nhiều, với khối lượng 100 GeV. Có thể tín hiệu này là từ một ứng cử viên vật chất tối tương tác yếu hơn rất nhiều?
Ngoài ra còn có những gợi ý từ các nghiên cứu khác rằng các hạt tương tác mạnh đang hủy diệt mọi lúc, tạo ra các photon năng lượng cao có thể quan sát được khắp toàn bộ Vũ trụ. Mặc dù đây là lý thuyết, Feng vẫn lạc quan về các thí nghiệm photon tràn đầy năng lượng.
Tuy nhiên, việc phân tích lại sự thống trị của WIMP đối với vật chất tối tạo ra một số kịch bản thú vị cho Vũ trụ. Bằng cách xem xét vật chất tối không có WIMP, một số giải thích khá kỳ lạ bắt đầu hình thành.
“Có giả thuyết cho rằng có một thế giới bóng tối đằng sau chúng ta. Đó là một thế giới gương giống như của chúng ta, nhưng không có tương tác với chúng ta,Phong Phong nói. CúcVới vật chất tối WIMP, khả năng đó là từ xa.”
“Vật chất tối không có WIMP đòi hỏi những lực lượng mới mà chúng ta không thực sự biết nhiều. Nếu bạn có thể có bằng chứng về loại vật chất tối này, thì đó có thể là một gợi ý rằng thế giới bóng tối này tồn tại.”
Một thế giới bóng tối nghe có vẻ hơi lập dị, nhưng nó cũng được xây dựng từ các lý thuyết khả thi giống như lý thuyết WIMP thường được chấp nhận. Nghiên cứu mới này chắc chắn là một lời nhắc nhở rằng vật chất tối là một đại lượng chưa biết và các nhà nghiên cứu nên cởi mở với các hạt khác và không chỉ là WIMPS…
Xuất bản: Thư đánh giá vật lý
Nguồn: Physorg.com
