Ein Team von Wissenschaftlern der Universität Adelaide hat in Zusammenarbeit mit internationalen Forschern bedeutende Fortschritte im Verständnis der Dunklen Materie erzielt, die erstaunliche 84% des Materiegehalts im Universum ausmacht. Ihr Fokus lag auf einem theoretischen Teilchen namens „Dunkles Photon“, das dazu beitragen könnte, Verbindungen zwischen Dunkler Materie und herkömmlicher Materie herzustellen.

Dunkle Materie, diese flüchtige Substanz, die größtenteils unbekannt bleibt, wurde durch gravitative Wechselwirkungen fest etabliert. Ihre genaue Natur entzieht sich jedoch weiterhin den Physikern auf der ganzen Welt. Die Hypothese des Dunklen Photons, die postuliert, dass es eine massereiche Teilchen gibt, das als Verbindung zwischen dem dunklen Sektor und herkömmlicher Materie fungiert, wird immer mehr akzeptiert, um dieses Rätsel zu verstehen.

Professor Anthony Thomas, Elder Professor für Physik an der Universität Adelaide, erklärt: „Unsere Arbeit zeigt, dass die Hypothese des Dunklen Photons mit einer Signifikanz von 6,5 Sigma der Hypothese des Standardmodells vorzuziehen ist, was als Beweis für eine Teilchendiscovery gilt.“ Diese Entdeckung bringt uns einen Schritt näher daran, die Natur der Dunklen Materie zu verstehen.

Dunkle Materie ist viel reichlicher vorhanden als herkömmliche Materie, mit einer Menge, die fünfmal so hoch ist wie im Universum. Physiker betrachten die Entdeckung der Dunklen Materie als eine der größten Herausforderungen in ihrem Bereich. Das Dunkle Photon, ein hypothetisches Teilchen, das mit dem verborgenen Sektor assoziiert ist, hat das Potenzial, als Kraftträger für die Dunkle Materie zu wirken.

Um Informationen über Dunkle Materie zu erhalten, analysierte das Wissenschaftlerteam die Auswirkungen, die ein Dunkles Photon auf die experimentellen Ergebnisse des Prozesses der inelastischen Tiefstreuung haben könnte. Dieser Prozess beinhaltet die Untersuchung von Kollisionen beschleunigter Teilchen bei extrem hohen Energien. Durch die Untersuchung der Produkte dieser Kollisionen können Forscher wertvolle Informationen über die Struktur der subatomaren Welt gewinnen.

Das Team verwendete das globale Analyseframework für Parton-Verteilungsfunktionen namens Jefferson Lab Angular Momentum (JAM) und passte es an, um die Möglichkeit eines Dunklen Photons zu berücksichtigen. Ihre Ergebnisse zeigten, dass die Hypothese des Dunklen Photons gegenüber der Hypothese des Standardmodells bevorzugt wird, was einen Hinweis auf die Existenz dieses Teilchens liefert.

Diese innovative Forschung eröffnet neue Möglichkeiten, die komplexe Natur der Dunklen Materie zu erkunden. Das Verständnis der Dunklen Materie ist nicht nur entscheidend, um die Geheimnisse des Universums zu enträtseln, sondern auch um unser Wissen zur Grundphysik voranzutreiben.

Quelle: Journal of High Energy Physics