GNOME ağı, 14 özel manyetometre ile karanlık maddeyi tespit etmeye çalışıyor. Mainz’deki Johannes Gutenberg Üniversitesi de işin içinde.
Mainz (Almanya). Karanlık madde , evrendeki maddenin yaklaşık yüzde 80’ini oluşturur. Yine de fizik , nelerden oluştuğunu henüz belirleyemedi, çünkü farklı dedektörler kullanarak karanlık madde parçacıklarını tespit etme girişimleri büyük ölçüde başarısız oldu. Steril nötrinolar veya zayıf etkileşen büyük kütleli parçacıklar (WIMP’ler) gibi adaylar artık karanlık maddenin olası olmayan bileşenleri olarak kabul ediliyor. Axionlar ve diğer bozonlar şu anda bilimin odak noktasıdır.
Eksenleri ve benzer potansiyel karanlık madde parçacıklarını tespit edebilmek için, diğerlerinin yanı sıra Johannes Gutenberg Mainz Üniversitesi’nin de dahil olduğu GNOME ağı (Global Network of Optical Magnetometers for Exotic Physics Searches) oluşturuldu. Arne Wickenbrock, ağ, “belirli bir frekansta salınan klasik bir alan olarak görülebilen” eksen benzeri parçacıkların potansiyel özelliğine dayanmaktadır.
Bozonik alanlar kalıplar ve yapılar oluşturabilir
Nature Physics dergisindeki yayına göre, burada belirleyici faktör, teorik olarak desenler ve yapılar oluşturabilen bu tür bozonik alanların özelliğidir. Wickenbrock, “Örneğin, bir galaksiden daha küçük ancak Dünya’dan çok daha büyük olan ayrı etki alanı duvarları oluşabilir” diye açıklıyor. Dünya bir karanlık madde etki alanı duvarından uçacak olsaydı, eksen benzeri parçacıkların bir manyetik alan içindeki atomların yönlü dönüşleriyle etkileşime girmesi gerekirdi.
14 ülkede manyetometreler
GNOME ağı bu olası etkiyi kullanmak istiyor. Bu amaçla, ölçüm atomlarının dönüşlerinin bir lazerle aynı yönü gösterecek şekilde hizalandığı manyetometreler 14 ülkeye dağıtıldı. Dünya bir karanlık madde alanından geçecek olsaydı, manyetometrenin atomik dönüşlerini saptırmak zorunda kalacaktı. “Karanlık madde parçacıkları, dans eden atomların dengesini bozabilir. Bu bozulmayı çok hassas bir şekilde ölçebiliriz,” diye açıklıyor Hector Masia-Roig.
Bir bozonik eksen alanından gelen sinyal, küresel olarak dağıtılmış manyetometrelerde birbiri ardına meydana gelecek bozulmaya dayalı olarak bir bozulma olarak algılanabilir olmalıdır. Masia-Roig, “Yalnızca tüm istasyonlardan gelen sinyalleri karşılaştırdığımızda kesintiye neyin neden olduğunu değerlendirebiliriz,” diye açıklıyor.
İsabetsiz ön ölçümler
Şimdiye kadar 14 manyetometreden dokuzu ile alınan ön ölçümler, şimdiye kadar eksen benzeri parçacıklardan herhangi bir girişim ortaya çıkarmadı. 2017-2020 yılları arasında 400.000 gigaelektronvolta kadar olan enerji aralığında dört arama gerçekleştirildi. Fizikçilere göre, ilgili hiçbir sinyal keşfedilmediğinden, bu tür parçacıkların meydana gelebileceği aralık daha da sınırlandırılabilir.
GNOME ağındaki iyileştirmeler ve verilerin analizi, gelecekte daha uzun süreli ölçümlere izin vermelidir. Bu, bir saatten uzun süren sinyalleri de arayabilmeniz için çok önemlidir. Ayrıca soy gazlar, ölçüm cihazlarındaki eski alkali atomların yerini almalıdır. Birlikte, bu adımlar daha fazla hassasiyet sağlamalıdır.