Materia întunecată reprezintă o mare enigmă pentru studiul Universului. Pentru descoperirea acesteia au fost construite multe aparate atât în laboratoarele subterane şi la acceleratoarele de particule cât şi pe sateliţii lansaţi în spaţiu.
Chiar dacă la ora actuală încă nu ştim din ce este compusă această, am putea descoperi semnale ale anihilării particulelor de materie întunecată cu antiparticulele corespunzătoare. Un articol recent susţine că aceste semnale au fost deja descoperite – acestea fiind razele gamma – adică fotoni de energie mare care provin din cosmos.
Pe urmele materiei întunecate sunt cercetători care lucrează la acceleratoarele de particule, în laboratoarele subterane, dar şi cei care privesc în spaţiu – adică măsoară particule şi radiaţie care provin din Univers. Cine va reuşi să descopere materia întunecată şi să îi convingă şi pe ceilalţi de validitatea descoperirii acesteia are mari şanse să primească premiul Nobel. La ora actuală însă – în ciuda mai multor revendicări – descoperirea materiei întunecată rămâne învăluită în „ceaţă”. Ce este materia întunecată? Este o formă de materie care îşi manifestă prezenţa prin atracţia gravitaţională asupra materiei normale – cea pe care o cunoaştem şi o vedem, cum ar fi de exemplu stelele. Mişcarea acestora, viteză pe care o au, depinde de forţă de atracţie gravitaţională exercitată de materia care se găseşte în galaxia din care face parte steaua respectivă. În acest fel s-a descoperit că nu este suficientă materia pe care o vedem pentru a explică viteză stelelor; avem nevoie de materie suplimentară – pe care însă nu o vedem – aşa-numită materie întunecată. Materia întunecată este de câteva ori mai multă decât materia „normală” în Univers . Şi totuşi la ora actuală nu ştim din ce este compusă! Cercetătorii cred că materia întunecată ar putea fi compusă din particule care încă nu au fost descoperite. Un fel de Univers paralel celui pe care-l cunoaştem şi care este alcătuit din particulele care compun atomii noştri. Într-un articol publicat recent în revista Physics of the Dark Universe de către un grup de cercetători americani se susţine cum că au fost descoperite urme ale materiei întunecate sub formă de radiaţie care este rezultatul anihilării de particule cu antiparticule de materie întunecată. Cercetătorii care au publicat acest articol au analizat radiaţia care provine din centrul galaxiei noastre, sub formă de fotoni de energie mare – numită radiaţie gamma. În centrul galaxiei noastre densitatea de materie este mare (şi se presupune că şi densitatea de materie întunecată ar putea fi mai mare). Fotonii gamma au fost măsuraţi cu diverse aparate instalate pe sateliţi (telescoape spaţiale). Se presupune că originea acestora ar fi legată de stelele de neutoni – aşa-numiţii pulsări. Cercetătorii americani au re-analizat însă datele ajungând la concluzia că un model care are drept sursă a acestor fotoni gamma anihilarea de particule de materie întunecată cu antiparticulele corespunzătoare descrie mai bine distribuţia acestei radiaţii decât modelul care consideră drept sursă a radiaţiei stelele neutronice. În prezent însă nu putem confirmă în mod definitiv că într-adevăr sursă acestei radiaţii sunt anihilările de materie (cu antimateria) întunecată, însă în viitor, cu ajutorul noilor date şi a noilor telescoape spaţiale, se speră că acest lucru va fi posibil. Între timp continuă vânătoarea materiei întunecate: la marele accelerator de particule de la CERN (Large Hadron Collider – LHC) experimentele ATLAS şi CMS sunt gata să măsoare semnale generate de particule de materie întunecată dacă acestea vor fi generate în coliziunile dintre fasciculele de poţoni. La rândul lor experimentele din laboratoarele subterane speră să măsoare particule de materie întunecată care provin din cosmos şi ajung până la detectoarele extrem de sensibile. Cum spuneam, cine va descoperi din ce anume este compusă materia întunecată are şanse extrem de mari de a primi prestigiosul premiu Nobel. În prezent însă materia întunecată este învăluită în mister. Cercetătorii speră să facă lumina asupra materiei întunecate cât de curând!
Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro