La materia oscura continúa resistiendo nuestros mejores esfuerzos para inmovilizarla.La materia oscura sigue siendo la teoría dominante de la cosmología y hay muchas pruebas que respaldan un universo lleno de materia oscura fría, pero cada búsqueda de partículas de materia oscura no arroja nada.El nuevo estudio continúa con esta tradición y excluye múltiples candidatos a materia oscura.
Si existen partículas de materia oscura, sabemos que no pueden interactuar fuertemente con la luz.Deben interactuar gravitacionalmente y también pueden interactuar a través de fuerzas nucleares fuertes y débiles.También sabemos que no pueden ser partículas muy pesadas.Si es así, se descompondrá en partículas más ligeras con el tiempo, y hay poca evidencia de esto.Esto deja tres amplios candidatos. pequeño agujero negro,neutrinos estériles,O algún tipo de preservación de la luz.Este último trabajo se centra en la tercera opción.
Las partículas elementales conocidas se pueden clasificar en una de dos categorías: fermiones y conservación.Entonces, los electrones, los quarks y los neutrinos son fermiones, mientras que los fotones y los gluones se conservan.Dentro del modelo estándar de la física de partículas, no existe un conservacionista adecuado para la factura de la materia oscura.Sin embargo, algunos modelos alternativos predicen partículas que podrían convertirse en materia oscura.Por ejemplo, un modelo supersimétrico predice que cada fermión conocido debe tener una conservación correspondiente y viceversa.Entonces, un electrón tiene una conservación correspondiente llamada selectrón, un fotón tiene un fermión correspondiente conocido como fotón, y así sucesivamente.Otra posibilidad esaxión,Se propuso en 1977 para abordar aspectos sutiles de la forma en que interactúan los quarks.
Tanto los axiones como las partículas supersimétricas podrían ser de conservación de baja masa y satisfacerían las necesidades de la materia oscura.Sin embargo, si alguno existe, no se ha descubierto hasta ahora.Sin embargo, este es el último estudio porque estas partículas de luz interactuarán con la materia gravitacionalmente regular.
Si la materia oscura está formada por partículas ligeras, estas partículas se extenderán por todo el universo, incluso cerca de los agujeros negros.Los agujeros negros se apoderan gravitacionalmente de la conservación cercana, aumentando su masa.Cuando un agujero negro gira, tiende a disminuir la velocidad cuando captura partículas de materia oscura.Te puedes imaginar niños en un parque infantil con un tiovivo.Cuando los niños saltan en el tiovivo giratorio, el tiovivo se ralentiza ligeramente debido a la masa añadida.Lo mismo sería cierto para los agujeros negros.
En otras palabras, la conservación de la materia oscura limitará la velocidad de rotación de los agujeros negros.El equipo se dio cuenta de que la conservación más pesada restringía más al agujero negro y la más ligera restringía menos al agujero negro.Así que miraron los datos de LIGO y Virgo para la fusión de agujeros negros. Estos datos indican la velocidad de rotación del agujero negro antes de fusionarse.Resulta que algunos de estos agujeros negros giran tan rápido que descartan la existencia de una conservación de la materia oscura ultraligera.Según este estudio, la materia oscura no puede ser un axión ni una partícula ligera supersimétrica.
Una vez más, la búsqueda de la materia oscura nos ha mostrado qué es la materia oscura, no qué es la materia oscura.Es muy decepcionante y potencialmente emocionante porque las opciones para la materia oscura se están agotando rápidamente.
referencia:Ng, Ken KY, et al.“Restricciones en la conservación de escalares ultraligeros en mediciones de giro de agujeros negros en LIGO-Virgo GWTC-2.”Carta de revisión física 126.15 (2021): 151102.