Mappa della materia oscura della regione di indagine KiDS (regione G12). Credito:sondaggio KiDS
Gli scienziati hanno calcolato l'intervallo di massa per la materia oscura, ed è più stretto di quanto pensasse il mondo della scienza.
Le loro scoperte, che dovrebbero essere pubblicate in Lettere di fisica B a marzo, restringendo radicalmente la gamma di potenziali masse per le particelle di materia oscura, e aiuta a focalizzare la ricerca di futuri cacciatori di materia oscura. I ricercatori dell'Università del Sussex hanno utilizzato il fatto accertato che la gravità agisce sulla materia oscura proprio come agisce sull'universo visibile per calcolare i limiti inferiore e superiore della massa della materia oscura.
I risultati mostrano che la materia oscura non può essere né 'ultraleggera' né 'super-pesante', come alcuni hanno teorizzato, a meno che su di essa non agisca anche una forza ancora sconosciuta.
Il team ha utilizzato il presupposto che l'unica forza che agisce sulla materia oscura è la gravità, e ha calcolato che le particelle di materia oscura devono avere una massa compresa tra 10 -3 eV e 10 7 eV. Questa è una gamma molto più stretta rispetto a 10 -24 eV—10 19 Spettro GeV che è generalmente teorizzato.
Ciò che rende la scoperta ancora più significativa è che se si scopre che la massa di Dark Matter è al di fuori dell'intervallo previsto dal team del Sussex, allora dimostrerà anche che una forza aggiuntiva, oltre alla gravità, agisce sulla Materia Oscura.
Professor Xavier Calmet della School of Mathematical and Physical Sciences dell'Università del Sussex, disse:
"Questa è la prima volta che qualcuno ha pensato di usare ciò che sappiamo sulla gravità quantistica come un modo per calcolare l'intervallo di massa per la materia oscura. Siamo rimasti sorpresi quando ci siamo resi conto che nessuno lo aveva fatto prima, come lo erano i colleghi scienziati che esaminavano la nostra carta.
"Ciò che abbiamo fatto mostra che la materia oscura non può essere né 'ultraleggera' né 'super-pesante' come alcuni teorizzano, a meno che non vi sia una forza aggiuntiva ancora sconosciuta che agisce su di essa. Questa ricerca aiuta i fisici in due modi:focalizza l'area di ricerca per la materia oscura, e potenzialmente aiuterà anche a rivelare se c'è o meno una misteriosa forza aggiuntiva sconosciuta nell'universo."
Folkert Kuipers, un dottorato di ricerca studente che lavora con il professor Calmet, all'Università del Sussex, disse:
"Come studente di dottorato, è fantastico poter lavorare su una ricerca così eccitante e di grande impatto. Le nostre scoperte sono un'ottima notizia per gli sperimentatori in quanto li aiuteranno ad avvicinarsi alla scoperta della vera natura della materia oscura".
L'universo visibile, come noi stessi, i pianeti e le stelle, rappresentano il 25% di tutta la massa dell'universo. Il restante 75% è costituito da materia oscura.
È noto che la gravità agisce sulla materia oscura perché è ciò che spiega la forma delle galassie.