Roci vechi de miliarde de ani ar putea ascunde materie întunecată, susțin oamenii de știință

Rocile care au existat încă de la originea Pământului sunt mai susceptibile de a fi intrat în contact cu materia întunecată decât acceleratoarele de particule moderne.

Telescoapele și acceleratoarele masive de particule nu sunt singurele instrumente care pot fi utilizate pentru a detecta materia întunecată. Cercetătorii de la Virginia Tech arată că și rocile antice ar putea conține urme de materie întunecată.

• Universul invizibil dezvăluie noi indicii despre materia întunecată
• De ce ni se pare că luna decembrie „vine mai devreme” în fiecare an?

Acest concept fascinant de căutare a materiei întunecate prin roci vechi de miliarde de ani a fost propus pentru prima dată în anii 1980 și se numește paleo-detecție.

Ideea este că există roci din perioada în care s-a format Pământul. Este posibil ca materia întunecată să fi interacționat cu atomii și nucleele acestor roci la un moment dat, lăsându-și amprenta.

„Dacă materia întunecată există, există o șansă ca aceasta să fi interacționat cu Pământul la un moment dat în istoria sa de 4,6 miliarde de ani”, notează cercetătorii.

Paleodetecția a fost o teorie timp de decenii, dar într-un comunicat de presă publicat recent, cercetătorii sugerează că există într-adevăr o modalitate de a o transforma într-o metodă practică pentru detectarea materiei întunecate.

Există o formă ipotetică de materie întunecată numită particulă masivă cu interacțiune (WIMP). Sunt denumite astfel deoarece ar interacționa cu materia obișnuită doar prin gravitație și forța nucleară slabă, ceea ce face ca detectarea lor să fie extrem de dificilă.

Știința din spatele paleo-detecției

Cu toate acestea, ceea ce face ca WIMP să fie diferite de multe alte forme de materie întunecată este faptul că, dacă există, se crede că interacționează cu nucleele atomice. Rezultatele acestor interacțiuni sunt vizibile în rețeaua cristalină a materiei.

De exemplu, într-o coliziune cu un nucleu atomic, un WIMP ar putea transfera o cantitate mică de energie, provocând o ușoară reculare a nucleului.

„Atunci când o particulă cu energie ridicată ricoșează într-un nucleu din interiorul unei roci, reculul exploziv poate scoate un nucleu din loc. Nucleul ejectat și spațiul gol pe care îl lasă în urmă reprezintă modificări structurale în cadrul cristalului”, a declarat Vsevolod Ivanov, cercetător postdoctoral la Virginia Tech.

Prin imagistica și modelarea 3D a acestor modificări, se poate detecta orice urmă de materie întunecată în nucleele rocilor antice.

Dacă paleodetecția este atât de promițătoare, atunci de ce oamenii de știință nu au folosit-o? Pentru că până acum nu aveau nicio idee despre cum să identifice rocile care sunt potrivite pentru detectarea materiei întunecate.

Modul corect de a utiliza rocile pentru detectarea materiei întunecate

O altă provocare este că rocile antice care sunt radioactive pot, de asemenea, să prezinte semnale similare cu cele cu urme de materie întunecată. Aceste provocări fac din detectarea planetei o metodă complexă care ar putea duce adesea la rezultate înșelătoare. Cu toate acestea, cercetătorii propun o soluție care are potențialul de a depăși astfel de probleme.

Ei intenționează să utilizeze imagistica microbiologică de înaltă tehnologie, o tehnologie utilizată pentru a modela cele mai mici detalii ale sistemului nervos al animalelor. Totuși, această tehnică va fi utilizată pentru a examina doar rocile sedimentare numite halite marine.

Aceste roci sunt formate din apă de mare și conțin, în general, niveluri foarte scăzute de uraniu. Acest conținut scăzut de uraniu le face o alegere mai bună pentru studierea potențialelor interacțiuni ale materiei întunecate fără interferențe din partea radioactivității, scrie InterestingEngineering.

„Echipa a început deja să genereze reprezentări 3D ale urmelor de particule de înaltă energie în fluorura de litiu sintetică. Acest cristal artificial nu va fi un bun detector de materie întunecată, dar va ajuta la stabilirea întregii game de semnale, păstrând cristalul intact”, a declarat Patrick Huber, fizician la Virginia Tech.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Nebuloasa Lupul Întunecat, văzută prin ochii Telescopului Foarte Mare din deșertul Atacama

Un studiu a identificat 33 de „zone întunecate” la nivel global, unde mii de specii așteaptă să fie descoperite

A fost creată Inteligența Artificială care poate detecta materia întunecată

Mineralele metalice din adâncul oceanului generează „oxigen întunecat”