Studi baru menetapkan batas massa yang lebih kuat pada materi gelap bosonik ultralight

Lebih dari 80 tahun, Dark Matter telah menjadi misteri besar bagi para peneliti. Dipahami dari pengamatan langsung, ia telah membuat keberadaannya hanya diketahui oleh dampak gravitasi yang dibuatnya pada struktur kosmik. Meskipun ada banyak bukti tidak langsung tentang keberadaannya, sifat asli dari materi gelap masih belum diketahui. Atribut penting dari partikelnya adalah massa. Sementara studi sebelumnya telah membatasi massa materi gelap fermionik menggunakan prinsip -prinsip kuantum seperti prinsip pengecualian Pauli, materi gelap bosonik tetap kurang dibatasi. Dalam sebuah penelitian baru-baru ini, para ilmuwan memperkirakan batas bawah baru pada massa partikel materi gelap bosonik yang sangat ringan.

Tentang penelitian ini

Menurut penelitian diterbitkan Dalam surat-surat tinjauan fisik, massa materi gelap bosonik ultralight harus lebih dari 2 × 10 – 21 elektron volt (EV), 100 kali lebih banyak dari perkiraan sebelumnya menggunakan prinsip ketidakpastian Heisenberg.

Tim peneliti, yang dipimpin oleh penulis pertama penelitian, Tim Zimmermann, seorang Ph.D. Kandidat di Institute of Theoretical Astrophysics, University of Oslo, memfokuskan metode mereka pada information Leo II, galaksi satelit Bima Sakti. Ini adalah galaksi kerdil 1 000 kali lebih kecil dari Bima Sakti. Dengan menganalisis gerakan inner bintang -bintang dalam Leo II – sangat dipengaruhi oleh materi gelap – tim memperoleh 5 000 kemungkinan profil kepadatan materi gelap menggunakan alat yang disebut Gravsphere.

Mereka membandingkan ini dengan profil yang dihasilkan oleh fungsi gelombang kuantum dari berbagai massa partikel materi gelap. Jika partikel terlalu ringan, kekaburan kuantum menyebarkannya terlalu tipis, mencegahnya membentuk struktur yang diamati. Studi ini menyimpulkan bahwa partikel materi gelap harus memiliki massa lebih besar dari 2, 2 × 10 ⁻²¹ elektron volt (EV) – lebih dari 100 kali lebih banyak dari perkiraan yang lebih rendah sebelumnya.

Dampak pada studi materi gelap

Temuan ini memiliki implikasi yang signifikan untuk design materi gelap ultralight populer, terutama materi gelap unclear, yang biasanya mengusulkan partikel dengan massa sekitar 10 – 22 eV.

Ke depan, tim berencana untuk memperluas metodologi mereka ke skenario materi gelap campuran, di mana materi gelap terdiri dari partikel dengan massa yang berbeda.