Nový kandidát: WIMPy jsou ze hry, pomůže temný monopól?  
Temná hmota je stále velice temná. Slabě interagující masivní částice WIMPy tvrdošíjně odolávají všem možným pokusům o objevení. Fyzici proto přesouvají své naděje do temného sektoru vesmíru. Mohly by temnou hmotou být temné monopóly? Podle nové studie je teoreticky možné je detekovat a snad by to bylo možné s technologií, která není od dnešní fyziky až tak vzdálená.
Simulace struktury vesmíru. Temná hmota modře. Kredit: Zarija Lukic/Lawrence Berkeley National Laboratory.
Simulace struktury vesmíru. Temná hmota modře. Kredit: Zarija Lukic/Lawrence Berkeley National Laboratory.

Temná hmota, jak známo, není vidět. Společně s temnou energií nejspíš tvoří naprostou většinu vesmíru, o které stále nic pořádného nevíme. Pokud se vědci nepletou, tak se temná hmota projevuje nepřímo, svou gravitací. Jaká je ale pravá podstata temné hmoty, to je zatím ve hvězdách.

 

Mnozí věří, že temnou hmotu tvoří nějaké doposud neznámé částice. Dlouho byly mezi nejnadějnějšími kandidáty WIMPy neboli slabě interagující masivní částice. Jenomže, navzdory mnohaletému úsilí s celou řadou pozoruhodných experimentů ještě nikdo žádného WIMPa neviděl.


Teoretický fyzik John Terning z americké University of California, Davis souhlasí s tím, že prostě a jednoduše stále nevíme, co je temná hmota zač. Se svým kolegou Christopherem Verhaarenem  jsou přesvědčeni, že WIMPy jsou teď podle všeho prakticky ze hry. Společně se kloní spíše k modelu temné hmoty, který zahrnuje temný elektromagnetismus, včetně temných fotonů a dalších pozoruhodných částic.


Terning s Verhaarenem přihazují do velké hry o temnou hmotu další částici, takzvaný temný monopól (anglicky dark monopole), která podle nich interaguje s temnými fotony. V našem makroskopickém světe mají magnety dva póly, severní (N) a jižní (S). Monopól je částice, která funguje jako jeden z pólu magnetu. Přesněji řečeno, měla by fungovat. Monopóly předpovídá kvantová teorie, ale v experimentu je zatím ještě nikdo nikdy spolehlivě neviděl. Podle Terninga a Verhaarena by temné monopóly měly interagovat s temnými fotony a temnými elektrony stejně, jako to teorie předpovídá pro interakce fotonů a elektronů s monopóly.
Podle slavného fyzika Paula Diraca by elektron, který se pohybuje po kruhové dráze poblíž monopólu, měl projít změnou fáze ve své vlnové funkci. Tím by mělo dojít k takzvanému Aharonovovu-Bohmu jevu, který se projevuje specifickou interferencí.

Elektron je v takovém případě ovlivněný blízkým magnetickým polem, dokonce i když tímto polem přímo neprochází.

 

John Terning. Kredit: UC Davis.
John Terning. Kredit: UC Davis.

Terning a Verhaaren jsou přesvědčeni, že by s využitím Aharonovova-Bohmova jevu bylo možné detekovat temný monopól. S novým vysvětlením temné hmoty tedy nabízejí i nový postup, jak by temnou hmotu bylo možné konečně detekovat. Asi není nutné zdůrazňovat, že by se v tom okamžiku stali oba dva nesmrtelnými.

 

Aby temné monopóly bylo možné detekovat, tak by bylo nutné využít toho, že by Slunce mělo tyto částice excitovat a vysílat směrem k Zemi. Podle jejich představ by se temné monopóly měly pohybovat rychlostí asi tisíciny rychlosti světla. V takovém případě by k Zemi od Slunce dorazily vždy asi za měsíc pozemského času.

 

UC Davis, logo
UC Davis, logo

Háček je v tom, že bude nutné pozorovat posun ve fázi elektronů, který je extrémně nepatrný. Ještě více nepatrný, než jsou dnes detekované gravitační vlny. Zní to velmi obtížně, ne-li nemožně. Jak ale říká Terning, když fyzici poprvé navrhli design experimentu LIGO, tak tehdy neexistovala technologie, která by umožňovala jeho provoz. Jenomže technologicky pokrok se řítí jako splašený, takže kdo ví, třeba v jakžtakž dohledné době chytíme temné monopóly za pačesy.

Literatura
University of California, Davis 10. 6. 2019, arXiv:1906.00014.

Datum: 11.06.2019
Tisk článku

O čem víme prd - Cham Jorge, Whiteson Daniel
 
 
cena původní: 399 Kč
cena: 319 Kč
O čem víme prd
Cham Jorge, Whiteson Daniel
Související články:

Osvětlí nám temnou hmotu temné záření Slunce?     Autor: Stanislav Mihulka (14.02.2016)
Experiment PADME zahajuje lov temných fotonů     Autor: Stanislav Mihulka (04.09.2018)



Diskuze:




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace