Εάν υπήρχε αυτό το είδος σκοτεινής ύλης, οι άνθρωποι θα πέθαιναν από ανεξήγητα «τραύματα από πυροβολισμούς».
Η σκοτεινή ύλη, η μυστηριώδης ουσία που αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του σύμπαντος, έχει αποδειχθεί εξαιρετικά δύσκολο να ανιχνευθεί. Αλλά οι επιστήμονες έχουν προτείνει τώρα έναν εκπληκτικό νέο αισθητήρα:ανθρώπινη σάρκα.
Η ιδέα συνοψίζεται σε αυτό:Εάν υπήρχε ένα συγκεκριμένο είδος σωματιδίου σκοτεινής ύλης, θα σκότωνε περιστασιακά ανθρώπους, περνώντας από μέσα τους σαν μια σφαίρα. Επειδή κανείς δεν έχει πεθάνει από ανεξήγητα τραύματα που μοιάζουν με πυροβολισμούς, αυτός ο τύπος σκοτεινής ύλης δεν υπάρχει, σύμφωνα με μια νέα μελέτη.
Ωστόσο, υπάρχουν άλλοι τρόποι ανίχνευσης αυτού του συγκεκριμένου τύπου σκοτεινής ύλης και οι ερευνητές θα πρέπει να συνεχίσουν να ψάχνουν, λέει η Katherine Freese, θεωρητική φυσική στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν που δεν συμμετείχε στη μελέτη, αλλά έχει μελετήσει τα αποτελέσματα της σκοτεινής ύλης. στους ανθρώπους. "Δεν ξέρουμε τι είναι η σκοτεινή ύλη, επομένως δεν πρέπει να διαγράψουμε πράγματα", λέει.
Η σκοτεινή ύλη αποτελεί περίπου το 85% της μάζας του σύμπαντος, αλλά η ίδια η ουσία παραμένει ένα μυστήριο. Μια θεωρία υποστηρίζει ότι αποτελείται από ασθενώς αλληλεπιδρώντα μαζικά σωματίδια (WIMPs). Αυτά τα σωματίδια θα ήταν άφθονα, αλλά τόσο ντροπαλά για την αλληλεπίδραση με τη συνηθισμένη ύλη που μόνο οι πολύ ευαίσθητοι ανιχνευτές θα είχαν ρωγμή για να τα πιάσουν. Μέχρι στιγμής, έχουν αποφύγει τον εντοπισμό σε μεγάλες δεξαμενές υγρού ξένου και αργού. Διατηρούνται σε υπόγεια εργαστήρια, αυτές οι δεξαμενές θα μπορούν να ανιχνεύουν τα σήματα από τα WIMP χωρίς παρεμβολές από πηγές όπως οι κοσμικές ακτίνες.
Μια λιγότερο κυρίαρχη υποψήφια σκοτεινή ύλη, γνωστή ως μακροεντολές, θα σχημάτιζε βαρύτερα σωματίδια. Αν και οι μακροεντολές θα ήταν πολύ πιο σπάνιες από τα WIMP, τυχόν σύγκρουση με συνηθισμένη ύλη θα ήταν βίαιη, αφήνοντας ένα προφανές ίχνος. Η νέα μελέτη διερευνά πώς θα μπορούσαν να φαίνονται αυτά τα ίχνη εάν οι μακροεντολές χτυπήσουν ανθρώπους.
Οι Glenn Starkman και Jagjit Singh Sidhu, θεωρητικοί φυσικοί στο Πανεπιστήμιο Case Western Reserve στο Κλίβελαντ του Οχάιο, έψαχναν αρχικά για ίχνη μακροεντολών σε πλάκες γρανίτη όταν ένας συνάδελφος έκανε μια πρόταση. "Γιατί δεν μπορείς να χρησιμοποιήσεις τον άνθρωπο ως ανιχνευτή;" θυμούνται τον Robert Scherrer, συν-συγγραφέα και θεωρητικό φυσικό στο Πανεπιστήμιο Vanderbilt στο Νάσβιλ να λέει. "Οι ενέργειες για τις οποίες μιλάτε, αυτά τα πράγματα πιθανότατα στην καλύτερη περίπτωση θα ακρωτηρίαζαν έναν άνθρωπο, στη χειρότερη θα σκότωναν έναν άνθρωπο."
Η ομάδα προχώρησε με την ιδέα και μοντελοποίησε μακροεντολές που θα είχαν παρόμοιο αποτέλεσμα με μια θανατηφόρα βολή από τουφέκι διαμετρήματος 0,22. Τέτοια σωματίδια θα ήταν μικροσκοπικά, αλλά πολύ βαριά, και έτσι απελευθερώνουν την ίδια ποσότητα ενέργειας με μια σφαίρα καθώς περνά μέσα από ένα άτομο. Οι υπολογισμοί τους επικεντρώθηκαν στα εκατομμύρια των ανθρώπων που ζούσαν στον Καναδά, τις Ηνωμένες Πολιτείες και τη Δυτική Ευρώπη την τελευταία δεκαετία, επειδή οι ερευνητές λένε ότι αυτές οι χώρες έχουν πιο αξιόπιστα δεδομένα για το πόσοι άνθρωποι πέθαναν και από ποιες αιτίες.
Σε αυτό το δείγμα, οι επιστήμονες θα περίμεναν να δουν μια χούφτα αναφορές για ανεξήγητους θανάτους από αόρατες «σφαίρες» της σκοτεινής ύλης. Αλλά δεν υπήρχαν, αναφέρουν οι ερευνητές αυτήν την εβδομάδα στον διακομιστή προεκτύπωσης arXiv. Αυτοί οι θάνατοι δεν θα περνούσαν απαρατήρητοι—θα άφηναν τα θύματα νεκρά ή πέθαιναν με σωληνοειδές τραύμα όπου η σάρκα τους εξατμιζόταν.
Αυτό το πείραμα δεν αποκλείει εντελώς τη βαριά μακροσκοτεινή ύλη, λέει ο Scherrer. Απλώς εξαλείφει ένα ορισμένο φάσμα από αυτά. Η βαρύτερη μακροσκοτεινή ύλη δεν θα εμφανιζόταν αρκετά συχνά για να μετρηθεί, σημειώνει το Freese και άλλες μορφές δεν θα σκότωναν ανθρώπους.
«Πιθανότατα υπάρχει ακόμα χώρος για πολύ βαριά σκοτεινή ύλη», λέει ο Πάολο Γκόρλα, σωματιδιακός φυσικός στο υπόγειο Εθνικό Εργαστήριο Gran Sasso της Ιταλίας, ο οποίος δεν συμμετέχει στη μελέτη.
Η ομάδα Case Western δεν είναι η μόνη ομάδα ερευνητών που προσπαθεί να αξιοποιήσει νέους τρόπους για να ανιχνεύσει τη σκοτεινή ύλη. Η Freese έχει αναπτύξει πειράματα παλαιοανιχνευτών που θα ήταν αρκετά ευαίσθητα ώστε να ανιχνεύουν τα ίχνη των WIMP στα αρχαία ορυκτά. Ωστόσο, οι βράχοι θα μπορούσαν επίσης να δείχνουν σήματα βαρύτερης σκοτεινής ύλης - με πιο προφανείς τρόπους. Εάν οι μακροεντολές συγκρούονται με το βράχο, θα εκτοξευτούν κατευθείαν, λιώνοντας έναν κύλινδρο βράχου που θα επαναστερεοποιηθεί γρήγορα σε νέες μορφές. Όταν λιώσει ο ανοιχτόχρωμος γρανίτης, για παράδειγμα, ο λιωμένος βράχος σκληραίνει ως κανάλι από σκούρο οψιδιανό.
Προς το παρόν, οι ερευνητές της Case Western δεν θα επεκτείνουν τους υπολογισμούς του ανθρώπινου θανάτου. Αυτό το φθινόπωρο, θα αναζητήσουν μνημεία, πάγκους και νεκροταφεία για σκοτεινά, ελλειπτικά μπαλώματα που θα μπορούσαν να είναι σημάδια μακροεντολών που χτυπούν πλάκες γρανίτη. Στη συνέχεια, ελπίζουν να εντοπίσουν χαρακτηριστικά για μια σειρά μακροεντολών και στη συνέχεια να εκπαιδεύσουν τους ανθρώπους να αναζητούν τα σημάδια σε επιφάνειες γρανίτη σε όλο τον κόσμο. Αυτό, λένε, θα άνοιγε έναν εντελώς νέο τρόπο χρήσης των ανθρώπων ως ανιχνευτών σκοτεινής ύλης.
*Διόρθωση, 22 Ιουλίου, 9:55 π.μ.: Μια παλαιότερη εκδοχή αυτής της ιστορίας ανέφερε εσφαλμένα την πανεπιστημιακή υπαγωγή της Katherine Freese.
