Από τη δεκαετία του 1960, οι αστρονόμοι θεωρούν ότι όλη η ορατή ύλη στο Σύμπαν (γνωστό και ως βαρυονική ή «φωτεινή ύλη) αποτελεί ένα μικρό κλάσμα όσων υπάρχουν στην πραγματικότητα. Για να λειτουργήσει η κυρίαρχη και δοκιμασμένη στο χρόνο θεωρία της βαρύτητας (όπως ορίζεται από τη Γενική Σχετικότητα), οι επιστήμονες έπρεπε να υποθέσουν ότι περίπου το 85% της μάζας στο Σύμπαν αποτελείται από το «Dark Matter».
Παρά τις πολλές δεκαετίες μελέτης, οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη βρει καμία άμεση απόδειξη για το Dark Matter και το συστατικό του σωματιδίου και η προέλευσή του παραμένει ένα μυστήριο. Ωστόσο, μια ομάδα φυσικών από το Πανεπιστήμιο της Υόρκης στο Ηνωμένο Βασίλειο πρότεινε ένα νέο υποψήφιο σωματίδιο που μόλις ανακαλύφθηκε πρόσφατα. Γνωστό ως το d-star hexaquark, αυτό το σωματίδιο θα μπορούσε να είχε σχηματίσει το «Dark Matter» στο Σύμπαν κατά τη διάρκεια του Big Bang.
Η υπεύθυνη ομάδα αποτελούνταν από τον Δρ Mikhail Bashkanov και τον καθηγητή Daniel Watts του Τμήματος Φυσικής του Πανεπιστημίου της Υόρκης. Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Journal of Physics G: Πυρηνική και σωματιδιακή φυσική, το ζεύγος υπολόγισε τις ιδιότητες του d-star hexaquarks ως πιθανό νέο υποψήφιο για το Dark Matter.
Το hexaquark είναι ένα παράδειγμα συμπυκνώματος Bose-Einstein, μιας ειδικής «πέμπτης κατάστασης ύλης» που σχηματίζεται συνήθως όταν οι χαμηλές πυκνότητες σωματιδίων βοσών ψύχονται για να πλησιάσουν στο απόλυτο μηδέν. Αποτελούνται από έξι κουάρκ, τα οποία γενικά συνδυάζονται σε τρία για να φτιάξουν πρωτόνια και νετρόνια, για να δημιουργήσουν ένα σωματίδιο μποζονίου. Αυτό σημαίνει ότι η παρουσία πολλαπλών d-άστρων μπορεί να οδηγήσει σε συνδυασμούς που θα παράγουν πράγματα εκτός από πρωτόνια και νετρόνια.
Για χρόνια, η ύπαρξη d-star hexaquarks ήταν απλώς θεωρητική έως ότου τα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν το 2011 (και ανακοινώθηκαν το 2014) έδειξαν την πιθανή ανίχνευση του σωματιδίου. Η ανίχνευση πραγματοποιήθηκε σε επίπεδο ενέργειας 2380 MeV και διήρκεσε μόνο ένα κλάσμα του δευτερολέπτου (10?23 δευτερόλεπτα). Η ερευνητική ομάδα στο York υποδηλώνει ότι αυτές είναι παρόμοιες με τις συνθήκες που θα γίνονταν λίγο μετά το Big Bang.
Αυτή τη στιγμή, τολμούν, πολλά εξάκουρκ-d-star θα μπορούσαν να είχαν ομαδοποιηθεί καθώς το Σύμπαν ψύχθηκε και επεκτάθηκε για να σχηματίσει την «πέμπτη κατάσταση της ύλης». Όπως είπε ο καθηγητής Watts σε πρόσφατο δελτίο τύπου του Πανεπιστημίου της Υόρκης:
«Η προέλευση της σκοτεινής ύλης στο σύμπαν είναι ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα στην επιστήμη και ένα, που μέχρι τώρα, έχει κενώσει. Οι πρώτοι υπολογισμοί μας δείχνουν ότι τα συμπυκνώματα των d-star είναι ένας εφικτός νέος υποψήφιος για σκοτεινή ύλη και αυτή η νέα δυνατότητα φαίνεται να αξίζει περαιτέρω, πιο λεπτομερή έρευνα. Το αποτέλεσμα είναι ιδιαίτερα συναρπαστικό, καθώς δεν απαιτεί νέες ιδέες για τη φυσική. "
Ουσιαστικά, τα αποτελέσματά τους έδειξαν ότι κατά τις πρώτες στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, καθώς ο κόσμος ψύχθηκε αργά, σταθερά d * (2830) εξάκουρκ θα μπορούσαν να είχαν σχηματιστεί παράλληλα με τη βαρυονική ύλη. Επιπλέον, τα αποτελέσματά τους δείχνουν ότι ο ρυθμός παραγωγής αυτού του σωματιδίου θα ήταν αρκετός για να αντιστοιχεί στο 85% της μάζας του Σύμπαντος που πιστεύεται ότι είναι Dark Matter.
Οι ερευνητές σκοπεύουν τώρα να συνεργαστούν με επιστήμονες στη Γερμανία και τις ΗΠΑ για να δοκιμάσουν τη θεωρία τους και να αναζητήσουν εξάκουαρκ d-star στον Κόσμο. Έχουν ήδη στο μυαλό κάποιες πιθανές αστρονομικές υπογραφές, τις οποίες παρουσίασαν στην πρόσφατη μελέτη τους. Επιπλέον, ελπίζουν να δημιουργήσουν αυτά τα υποατομικά σωματίδια σε εργαστηριακό περιβάλλον για να δουν αν συμπεριφέρονται όπως είχε προβλεφθεί. Όλα αυτά θα αποτελέσουν το αντικείμενο των επόμενων σπουδών τους.
«Το επόμενο βήμα για τη δημιουργία αυτού του νέου υποψηφίου σκοτεινής ύλης θα είναι η καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο αλληλεπιδρούν τα d-αστέρια - πότε προσελκύουν και πότε αποκρούουν ο ένας τον άλλον», δήλωσε ο Δρ Bashkanov. "Ηγούμε νέες μετρήσεις για να δημιουργήσουμε d-άστρα μέσα σε έναν ατομικό πυρήνα και να δούμε αν οι ιδιότητές τους είναι διαφορετικές από αυτές όταν βρίσκονται σε ελεύθερο χώρο."
