एक अदृश्य पदार्थ ब्रह्मांड की अनुमति देता है, तारों और आकाशगंगाओं के पथ को बदल देता है।
यह तथाकथित काला पदार्थ एक गुरुत्वाकर्षण खींचता है, फिर भी प्रकाश के साथ कभी भी संपर्क नहीं करता है। कोई नहीं जानता कि यह किस चीज से बना है और अब तक इसका पता लगाना असंभव है। लेकिन एक नया सिद्धांत आखिरकार डार्क मैटर के परीक्षण का एक तरीका प्रदान कर सकता है।
काले पदार्थ अजीब हाफ-मैग्नेट से बने हो सकते हैं, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, डेविस के सैद्धांतिक भौतिकविदों ने कहा, 6 जून को स्पेन के ग्रेनेडा में प्लैंक 2019 सम्मेलन में एक प्रस्तुति में कहा गया था। और वास्तव में शक्तिशाली (जैसा कि अभी तक कोई नहीं) इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप को चालू करके, हम अंततः उनका पता लगाने में सक्षम हो सकते हैं।
लेकिन सभी भौतिकविद् आश्वस्त नहीं हैं।
फ्रैंकफर्ट इंस्टीट्यूट फॉर एडवांस्ड स्टडीज के एक रिसर्च फेलो सबिन हॉसेनफेलर ने कहा, "मुझे लगता है कि यह साफ-सुथरा है, लेकिन बहुत आशाजनक नहीं है।" "असीम रूप से कई कण हैं जो आप आविष्कार कर सकते हैं जो अंधेरे पदार्थ बना सकते हैं।" उन्होंने कहा कि यह उनमें से सिर्फ एक है।
"इन कणों में से प्रत्येक के लिए आप बहुत सारी गणना कर सकते हैं, कागजात प्रकाशित कर सकते हैं और प्रयोगों को सोच सकते हैं, जिसके लिए आप फिर से धन प्राप्त करने की कोशिश कर सकते हैं," उसने कहा। "यदि आप वास्तव में भाग्यशाली हैं, तो कोई आपका प्रयोग करेगा - जो तब कुछ भी नहीं ढूंढेगा।"
डार्क मैटर की तलाश है
यद्यपि सिद्धांत भविष्यवाणी करते हैं कि डार्क मैटर मौजूद है, हमें वास्तव में यह पता नहीं है कि यह कैसा दिखता है या यह किस चीज से बना है। कुछ समय के लिए, "एक सुंदर कहानी" थी जो डार्क मैटर एक लम्बरिंग से बनी थी, एक कण का शर्मीला जानवर जिसे एक कमजोर इंटरेक्टिव मैसिकल पार्टिकल या WIMP के रूप में जाना जाता है, ने कहा कि नए अध्ययन के सह-लेखक जॉन टेरिंग, ए कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, डेविस में भौतिकी के प्रोफेसर।
सालों तक, वैज्ञानिकों ने शक्तिशाली कण त्वरक का उपयोग करके इन धीमे, अस्पष्ट कणों की खोज की। लेकिन जैसे-जैसे समय बीतता गया, भौतिकविदों ने अधिक से अधिक WIMP उम्मीदवारों को खारिज कर दिया- और लोकप्रिय विचार ने कर्षण खो दिया। हालांकि पूरी तरह से इनकार नहीं किया गया, "पिछले 10 वर्षों से, लोग WIMP के अलावा अन्य संभावनाओं के बारे में सोच रहे हैं," टेरिंग ने कहा।
एक अन्य सिद्धांत का प्रस्ताव है कि डार्क मैटर वास्तव में प्रकाश, या फोटोन के कणों से बना है।
"साधारण फोटॉनों के अलावा जो हम देख सकते हैं, कुछ फोटॉन हो सकते हैं जिन्हें हम नहीं देख सकते हैं," टेरिंग ने कहा। ये तथाकथित "डार्क फोटोन" काल्पनिक कण हैं जिनमें द्रव्यमान होता है, लेकिन इलेक्ट्रॉनों की तुलना में हल्का होता है। नियमित रूप से फोटॉन के साथ - डार्क फोटॉन इंटरैक्ट करेंगे - हालांकि कमजोर।
इस नए अध्ययन में, टेरिंग और उनके पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता क्रिस्टोफर वेरहारेन ने इस सिद्धांत पर निर्माण किया, यह प्रस्तावित करते हुए कि डार्क मैटर डार्क हाफ-मैग्नेट से बना हो सकता है। यह काल्पनिक अर्ध-मैग्नेट लंबे समय से मांगे गए मोनोपोल या मैग्नेट के अंधेरे संस्करण होंगे। केवल एक ही पोल है, जो भौतिक विज्ञानी पॉल डिराक ने पहली बार 1930 के दशक में प्रस्तावित किया था। (दशकों के शिकार के बावजूद, किसी को भी प्रकृति में उनके लिए अभी तक कोई सबूत नहीं मिला है।)
डायक ने सिर्फ मोनोपोल का प्रस्ताव नहीं दिया, हालांकि; उन्होंने यह भी प्रस्ताव दिया कि एक मोनोलेप के चारों ओर घूमने वाला एक इलेक्ट्रॉन उसके चुंबकीय क्षेत्र से प्रभावित होगा। इसलिए, अगर टेरिंग और वेरहारेन का सिद्धांत सही है, और इन आधे-मैग्नेट के अंधेरे संस्करण ब्रह्मांड में कहीं-कहीं दुबक जाते हैं - और अगर वे गहरे आधे-मैग्नेट डायराक के मोनोपोल की तरह काम करते हैं - तो वे इलेक्ट्रॉनों के रास्तों में सूक्ष्म सुराग भी छोड़ देंगे।
यदि डार्क मोनोपोल मौजूद हैं, तो वे अंधेरे फोटॉन का उत्सर्जन करेंगे जो इलेक्ट्रॉनों द्वारा अवशोषित होने से पहले नियमित फोटॉन में बदल सकते हैं, टेरिंग ने कहा। इस इंटरैक्शन से इलेक्ट्रॉनों को घूमने या पाठ्यक्रम को थोड़ा छोटा करने का कारण होगा, अहरोनोव-बोहम प्रभाव नामक एक हस्तक्षेप पैटर्न का निर्माण करना। (इलेक्ट्रॉनों केवल कण नहीं हैं, वे भी तरंगें हैं, और एक हस्तक्षेप पैटर्न वह है जो तब दिखाता है जब इलेक्ट्रॉन के "तरंग समीकरण" में चोटियां और घाटियां या तो एक दूसरे को जोड़ते हैं या रद्द करते हैं, समानांतर प्रकाश की एक श्रृंखला बनाते हैं। डार्क लाइन्स।) टेरिंग और वेरहारेन का प्रस्ताव है कि वे इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके इलेक्ट्रॉन हस्तक्षेप पैटर्न में इस बहुत मामूली बदलाव का पता लगाने में सक्षम हो सकते हैं।
सूरज से उत्साहित
यदि डार्क मैटर मौजूद है, तो यह हमारे और हमारे चारों ओर है - किसी भी इलेक्ट्रान-बीम माइक्रोस्कोप के आसपास और जिसमें हम इसका पता लगाने के लिए उपयोग करेंगे। लेकिन इलेक्ट्रॉनों के अपने गड़बड़ी के माध्यम से अंधेरे पदार्थ का पता लगाने के लिए, अंधेरे पदार्थ बनाने वाले अजीब आधा-मैग्नेट को एक मजबूत-पर्याप्त चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता होगी। इसका मतलब है कि इन आधा-मैग्नेट को बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होगी।
टेरिंग ने कहा कि सूर्य के पास से गुजरने वाले मोनोपोल उत्साहित हो सकते हैं, अधिक ऊर्जा प्राप्त कर सकते हैं और फिर पृथ्वी पर अपना रास्ता बना सकते हैं। वह भविष्यवाणी करता है कि इन उत्साहित मोनोपोल्स में से लगभग पांच एक दिन अपने प्रस्तावित इलेक्ट्रॉन-बीम माइक्रोस्कोप के आकार के माध्यम से गुजरेंगे। "यह बुरा नहीं है क्योंकि सामान्य रूप से WIMP डिटेक्टर खुश होंगे यदि उन्हें प्रति वर्ष पांच घटनाएं मिलीं," उन्होंने कहा।
इसके अलावा, अंधेरे आधा-मैग्नेट के कारण इलेक्ट्रॉन चरण में परिवर्तन इतना छोटा होगा कि, इसका पता लगाने के लिए, हमें अविश्वसनीय रूप से उच्च-रिज़ॉल्यूशन के इलेक्ट्रॉन-बीम सूक्ष्मदर्शी की आवश्यकता होगी - जो कि वर्तमान में अस्तित्व में हैं वे संभवतः पर्याप्त शक्तिशाली नहीं हैं । इस इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के लिए एक संकल्प की आवश्यकता होगी जो कि वर्तमान में मौजूद लोगों की तुलना में पांच गुना अधिक है, टेरिंग ने कहा।
किसी भी मामले में, हम उम्मीद करते हैं कि "इन लोगों को सुपर-फैंसी इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के साथ इस के लिए खोज करने में रुचि है" या हम "एक और एक बस बनाने के लिए और अंधेरे मामले के लिए इंतजार करना पड़ सकता है," टेरिंग ने कहा।
उन्होंने कहा कि डार्क मैटर के विभिन्न प्रतिस्पर्धी सिद्धांत हमें पूरी तरह से अलग-अलग कहानियां सुनाएंगे कि शुरुआती ब्रह्मांड कैसे बना। क्या अधिक है, एक बार जब आप यह पता लगा लेते हैं कि वास्तव में डार्क मैटर किस चीज से बना है - चाहे वह हल्का हो या भारी कण - तो लोग पृथ्वी पर डार्क-मैटर फैक्ट्रियों का निर्माण कर सकते हैं। "अगर यह बहुत हल्का है, तो आपको अपने स्वयं के काले पदार्थ का उत्पादन करने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता नहीं है।"
वैज्ञानिकों ने अपने अध्ययन को प्रिफरप्रिंट जर्नल arXiv पर प्रकाशित किया। इसकी अभी तक समीक्षा नहीं की गई है।
