Bilim insanları, evrenin erken dönemlerinden kalan kozmik mikrodalga arka planında (KMA) saptanabilir izler bırakmış olabilecek, süperiletkenliğe benzer özellikler gösteren yeni bir karanlık madde adayı teorisi geliştirdiler. Zayıf etkileşimli büyük parçacıklar (WIMP’ler), aksiyonlar ve ilkel kara delikler gibi önde gelen karanlık madde adaylarını bulma çabaları şimdiye kadar sonuçsuz kaldığı için, daha alışılmadık teorilere kapı aralanıyor.
Dartmouth College’dan Liang ve Caldwell, karanlık maddenin süperiletken bir duruma benzer bir yapıda olabileceği fikrini öne sürdü. Bu fikir, süperiletkenliğin temelini oluşturan Bardeen-Cooper-Schrieffer teorisindeki Cooper çiftlerinin oluşumuna benzer şekilde, etkileşimli fermiyonların bir tür yoğunlaşma (kondensat) oluşturabileceği varsayımına dayanıyor.
Karanlık Maddenin Yeni Adayı
Liang ve Caldwell’in üzerinde durduğu bu özel fermiyonlar, güçlü nükleer kuvveti açıklayan kuantum kromodinamiği teorisinin düşük enerjili bir yaklaşımı olan Nambu-Jona-Lasinio modelinden kaynaklanıyor. İkiliye göre, Evren’in ilk zamanlarında bu fermiyonlar radyasyon gibi davranarak normal fotonlarla termal denge içindeydi. Ancak Evren genişleyip soğudukça ve sıcaklık belirli bir kritik noktanın altına düştüğünde, bu fermiyonlar bir faz değişimi geçirerek çiftler oluşturdu ve önemli bir yoğunlaşma meydana getirdi.
Liang ve Caldwell, bu senaryonun pek çok cazip yönü olduğunu belirtiyor. Bu fermiyonların davranışları, kozmolojinin kabul görmüş standart modelindeki soğuk karanlık madde tanımıyla uyumlu. Ayrıca teori, farklı kiraliteye (sağ ve sol ellilik gibi) sahip fermiyonlar arasında küçük bir dengesizlik olabileceğini öne sürüyor; bu durum, Evren’deki gözlemlenen ve henüz açıklanamayan madde-antimadde asimetrisine bir açıklama getirebilir. Dahası, model bu fermiyonların zamana bağlı bir durum denklemine sahip olacağını ve bunun da KMA’da ayırt edici, potansiyel olarak gözlemlenebilir sinyaller üretebileceğini öngörüyor.
Araştırmacılar, Simons Gözlemevi ve 4. aşama KMA teleskopları gibi gelecekteki gözlem araçlarıyla yapılacak ölçümlerin, bu hipotezi test etmek için gereken hassasiyete ulaşabileceğini düşünüyorlar.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v18/s69
