Интеракција на црна материја и неутрино: Нови перспективи за напон S8 и структурата на Универзумот
Единствениот од најмистериозните делови од универзумот мраќната материја, иако тешко се набљудува, е мистерија чијашто постоење е докажано со нивното влијание врз движењето на галаксиите. Овој материјал, кој го сочинува поголемиот дел од вкупната маса во универзумот, нуди тајни надвор од видливиот материјал. Истовремено, неутриноата, како лесни честички кои учествувале во настани од раната космичка ера, ни се појавуваат како влијателни сили во проштевање на структурата на вселената на индиректен начин. Стандардна космологија, која претпоставува дека овие две компоненти се независни однапред, продолжува да се гради врз таа претпоставка, но ново истражување објавено во Nature Astronomy го оспорува тоа мислење. Истражувањето, координирано од Полскиот национален центар за нуклеарни истражувања, со учество од Универзитетот Шефилд, Универзитетот Гаваи и бројни институции од Кина, покажува со силни докази дека постои слаба интеракција меѓу мраќната материја и неутриноата.
Фокусот на оваа студија е долгогодишната дискусија во космологијата за S8 тензија. Комбинирајќи податоци од Планк и од Атакама космолошкиот телескоп (ACT) со рани космички набљудувања, се добива слика дека густината на материјата во вселената со текот на времето не растела толку силно колку што претпоставуваа претходните модели, додека актуелните набљудувања покажуваат поедноставена распределба. Екипата соединила податоци од микробрановата позадина на раната вселена со податоци од послераните набљудувања за да истражи потеклото на оваа разлика. Анализите укажуваат на статистички значајна интеракција од околу три сигма, што го сугерира дека слабата интеракција од околу 10⁻⁴ меѓу мраќната материја и неутриноата можела да придонесе за понискиот раст на густината на материјата во вселената од очекуваното.
Д-р. Елеонора Ди Валентино сумирајќи ги важноста од ова откритие вели: «Интеракцијата помеѓу мраќната материја и неутриноата нуди моќен кандидат за разјаснување на разликата меѓу раните и сегашните набљудувања на вселената.» Овој пристап можеби ќе бара сериозни ревизии во стандардниот космолошки модел базиран врз теоријата на Ајнштајнска општа релативност. Следниот важен чекор е потврда на оваа интеракција.
Симулациите за космичката историја на милијарди години ја документираа можноста како оваа интеракција може да се појави. Под водство на д-р. Леу Зу, се користеле повеќе од 200 несекојдневни Н-особи за да се истражат не-линеарни космички нарушувања, а преку модели на машинско учење е пресметано како слабата интеракција влијае врз распределбата на материјата во различни периоди од историјата на вселената. Студијата сугерира дека оваа интеракција може да создаде ефект на ‘неприкосновеност’ што ја потиснува појавата на галаксии, предизвикувајќи го појавувањето на полесната и помалку сегментирана структура што ја гледаме денес.
Д-ри. Вилијам Гијаре забележува дека потврдувањето на овие резултати би можело да даде практични патокази за истражување во областа на честичката физика. Според неговото мислење, ова откритие може да даде критични насоки за тоа кои карактеристики на мраќната материја треба да се бараат при лабораториски експерименти. Екипата нагласува дека наодите од идните модели на набљудувања ќе бидат клучни за потврдување или отфрлање на оваа врска. Напредни инструменти како Вера Ц. Рубин Телескоп и Кинескиот сателитски телескоп ќе играат клучна улога во собирањето на податоци за потенцијалната врска, која ако се потврди, би можела да претставува еден од најзначајните чекори кон разбирањето на темелните компоненти на вселената.
