Ένα περίεργο σύμπαν μπορεί να κρύβεται στις σκι

[apollo]

Είναι 3:30 τα ξημερώματα στο McMurdo της Ανταρκτικής. Το πλήρωμα στο αερόστατο, έμεινε όλη νύχτα σε θερμοκρασίες κάτω του μηδενός, περιμένοντας τους θυελλώδεις ανέμους να κοπάσουν. Τελικά το μεγάλο αερόστατο καταφέρνει να πάρει ύψος προς το πρωί. Φουσκωμένο με περίπου 3 εκατομμύρια κυβικά λίτρα ηλίου, αιωρείται στη στρατόσφαιρα μελετώντας ένα πρόγραμμα με το όνομα ATIC.

Για 19 μέρες το αερόστατο τριγυρνούσε το νότιο πόλο μελετώντας κοσμικές ακτίνες προερχόμενες από το διάστημα. Αργότερα, περίπου ένα χρόνο πιο μετά, η ομάδα αυτού του προγράμματος κάνει την εξής πρωτοφανή δήλωση: Βρήκαν ότι περισσότερα ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας άφησαν το στίγμα τους στην έρευνα που κάναν. Περισσότερα απ' ότι είχαν υπολογίσει. Ίσως να μην ακούγεται κάτι το συνταρακτικό όμως, τα αποτελέσματα είναι αξιοσημείωτα διότι μπορεί να πρόκειται για προπομπό της σκοτεινής ύλης (η αόρατη ύλη η οποία έχει συνθέσει το 85% της ύλης στο σύμπαν μας).

Αυτό το πρόγραμμα δεν ήταν το μόνο όμως με τέτοια αποτελέσματα. Μερικούς μήνες πιο νωρίς, ένα Ιταλικό πρόγραμμα με το όνομα PAMELA (http://pamela.roma2.infn.it/index.php) είχαν βρει ίδια υπερβολική ποσότητα από τέτοια ηλεκτρόνια (positrons). Αν προσθέσουμε και Gamma Ray αποτελέσματα απο δορυφόρους οι οποίοι μελετούσαν τη σκοτεινή ύλη στη γη, και έχουμε ένα καλό αποτέλεσμα από πληροφορίες σχετικά με τη σκοτεινή ύλη. "Είναι μια πολύ ενθουσιώδης περίοδος για τέτοιες μελέτες" τόνισε ο προφέσορας Dan Hooper, φυσικός στο Fermi National Laboratory, Batavia, Illinois.

Ο πλεονασμός των αποδείξεων προτείνει πως η σκοτεινή ύλη ίσως να είναι πολύ πιο μπερδεμένη και περίπλοκη απ' όσο πίστευαν νωρίτερα. Οι καινούριες αυτές περιπτώσεις λοιπόν κάνουν λόγο για μεγαλύτερες καινούριες και εξωτικές ποικιλίες αυτής της ύλης. Αν είναι σωστοί οι υπολογισμοί τότε μπορεί να ζούμε δίπλα σε ένα κρυφό τομέα, μια αθέατη πλευρά του κόσμου μας η οποία υπάρχει τριγύρω μας και περιλαμβάνει μια νέα δύναμη της φύσης.

Τέτοιοι κρυμμένοι κόσμοι μπορεί να ακούγονται περίεργοι, όμως προκύπτουν από σύνθετες θεωρίες όπως η χορδιακή θεωρία η οποία προσπαθεί να παντρέψει τα μεγάλα με τα μικρά. Κρυμμένοι κόσμοι λοιπόν μπορεί να υπάρχουν παντού γύρω μας, οι οποίοι θα μπορούσαν να αποτελούνται από ένα πλούσιο θηριοτροφείο από σωματίδια που έχουν τις δικές τους δυνάμεις. Παρόλα αυτά η παρουσία τους δε θα μας γινόταν αισθητή επειδή τα σωματίδια αυτά αλληλεπιδρούν ασθενώς με το οικείο σύμπαν μας. Οι φυσικοί τελευταία βρίσκουν ικανοποιητική τη θεωρία ότι τέτοια σωματίδια είναι αποτέλεσμα της σκοτεινής ύλης

Πολύ λίγα γνωρίζουμε για τη σκοτεινή ύλη. Αυτό που ξέρουμε είναι ότι η βαρύτητα της είναι η αιτία γιατι οι γαλαξίες και οι συσπειρώσεις γαλαξιών βρίσκονται σε αρμονία μεταξύ τους και δεν εκσφενδονίζονται στις άκρες του σύμπαντος, παρόλο που υπάρχουν τεράστιες ταχύτητες άστρων και γαλαξιών μέσα σε αυτά. Επίσης ξέρουμε πως αποτελείται απο σωματίδια τα οποία είναι μαζικά και αλληλεπιδρούν πολύ ασθενώς με το περιβάλλον τους. Τέτοια σωματίδια είναι γνωστά ως WIMPs (weakly interacting massive particles).

Πολλοί επιστήμονες λοιπόν τείνουν προς τις θεωρίες όπως τα Kaluza-Klein σωματίδια (http://www.nature.com/nature/journal...ture07477.html). Σε αυτές τις θεωρίες γνωστά σωματίδια όπως τα ηλεκτρόνια μπορούν να εισέλθουν τη μικρή, κρυμμένη έξτρα διάσταση, όπου μπορούν να μετακινούνται σε διαφορετικές ταχύτητες. Η ενέργεια της κίνησης στην επιπλέον διάσταση εκδηλώνεται ως μάζα στον κόσμο μας. Έτσι ένα ηλεκτρόνιο που κινείται σε μια ανώτερη διάσταση μας φαίνεται ως ένα πολύ βαρύτερο Kaluza-Klein ηλεκτρόνιο, να ανιχνεύσεις ένα τέτοιο σωματίδιο άμεσα όμως είναι φαινομενικά αδύνατο. Αυτά τα βαριά σωματίδια είναι βραχύβια και φθείρουν σε ελαφρότερα ποικιλίες οι οποίες, όπως τα neutralinos, είναι σταθερά και έχουν τη δυνατότητα να γίνουν σκοτεινή ύλη.

Με λίγα λόγια αν οι ερευνητές μπορούν να αποδείξουν την ύπαρξη Kaluza-Klein σωματιδίων, θα επιβεβαιώσουν τις θεωρίες που λένε ότι υπάρχουν περισσότερες διαστάσεις στο διάστημα από την απλή κίνηση αριστερά και δεξιά, εμπρός και πίσω, πάνω-κάτω την οποία γνωρίζουμε.

Καινούριες αποδείξεις αναμένονται από το πρόγραμμα CERN. Υπολογισμοί κάνουν λόγο για τη δυνατότητα του LHC να δημιουργήσει τέτοιο περιβάλλον για μελέτη όλων αυτών των αποτελεσμάτων για τη δημιουργία μας νέας ανατρεπτικής θεωρίας.

Όλες οι ελπίδες θέτονται στο Fermi για την εξεύρεση έμμεσων αποδείξεων για τη φύση της σκοτεινής ύλης. "Αν λοιπόν διαπιστώσουμε ότι τα σωματίδια με το ίδιο είδος της μάζας και τις ιδιότητες δημιουργήθηκαν στο LHC, νομίζω ότι και ο τελευταίος σκεπτικιστής δε θα έχει αμφιβολίες ότι αυτό είναι που εξετάζουμε εκεί έξω στο σύμπαν" λέει ο Hooper.

Anil Ananthaswamy
New Scientist
Mon, 09 Mar 2009 00:13 UTC