منذ ستينيات القرن الماضي ، افترض علماء الفلك أن جميع المواد المرئية في الكون (المعروفة أيضًا باسم الباريونية أو "المادة المضيئة" لا تشكل سوى جزء صغير من ما هو موجود بالفعل. لكي تعمل نظرية الجاذبية السائدة والمختبرة بالوقت (كما حددتها النسبية العامة) ، كان على العلماء أن يفترضوا أن 85٪ تقريبًا من الكتلة في الكون تتكون من "المادة المظلمة".
على الرغم من عقود عديدة من الدراسة ، لم يجد العلماء حتى الآن أي دليل مباشر على المادة المظلمة والجسيمات المكونة وأصولها لا تزال لغزا. ومع ذلك ، اقترح فريق من الفيزيائيين من جامعة يورك في المملكة المتحدة جزيءًا مرشحًا جديدًا تم اكتشافه مؤخرًا. يمكن أن يكون هذا الجسيم ، المعروف باسم النجم السداسي d-star ، قد شكل "المادة المظلمة" في الكون خلال الانفجار العظيم.
تألف الفريق المسؤول من الدكتور ميخائيل باشكانوف والأستاذ دانيال واتس من قسم الفيزياء في جامعة يورك. في دراسة نشرت مؤخرا في مجلة الفيزياء G: الفيزياء النووية والجسيمات، قام الزوج بحساب خصائص hexaquarks d نجمة كمرشح جديد محتمل للمادة المظلمة.
إن hexaquark هو مثال لمكثفات Bose-Einstein ، وهي "حالة خامسة خاصة" تتشكل عادة عندما يتم تبريد كثافات منخفضة من جزيئات البوزون لتقترب من الصفر المطلق. وهي تتكون من ستة كواركات ، والتي تتحد بشكل عام في الثلاثات لتصنع البروتونات والنيوترونات ، لإنشاء جسيم بوزون. وهذا يعني أن وجود نجوم د متعددة يمكن أن يؤدي إلى تركيبات تنتج أشياء أخرى غير البروتونات والنيوترونات.
لسنوات ، كان وجود hexaquarks d-star مجرد نظريًا حتى أشارت التجارب التي أجريت في عام 2011 (وأعلن عنها في عام 2014) إلى الكشف المحتمل للجسيم. تم الكشف عند مستوى طاقة 2380 MeV واستمر لجزء فقط من الثانية (10?23 ثواني). تشير مجموعة الأبحاث في يورك إلى أن هذه الشروط مشابهة لما كانت ستبدو عليه بعد فترة قصيرة من الانفجار الكبير.
في هذا الوقت ، قاموا بالمغامرة ، وكان بإمكان العديد من النجوم السداسية النجمية أن تتجمع مع تبريد الكون وتوسعته لتشكيل "الحالة الخامسة للمادة". كما قال البروفيسور واتس في بيان صحفي صدر مؤخراً عن جامعة يورك:
"إن أصل المادة المظلمة في الكون هو واحد من أكبر الأسئلة في العلم وأحد الأسئلة التي رسمها حتى الآن فارغة. تشير حساباتنا الأولى إلى أن مكثفات النجوم d هي مرشح جديد مجدٍ للمادة المظلمة ويبدو أن هذا الاحتمال الجديد يستحق مزيدًا من التحقيق التفصيلي. والنتيجة مثيرة بشكل خاص لأنها لا تتطلب أي مفاهيم جديدة للفيزياء ".
بشكل أساسي ، أشارت نتائجهم إلى أنه خلال اللحظات الأولى بعد الانفجار العظيم ، حيث كان الكون يبرد ببطء ، كان من الممكن أن يتشكل دك (2830) سداسيات مربعة إلى جانب المادة الباريونية. والأكثر من ذلك ، تشير نتائجهم إلى أن معدل إنتاج هذا الجسيم كان سيكفي لحساب 85٪ من كتلة الكون التي يعتقد أنها مادة مظلمة.
يخطط الباحثون الآن للتعاون مع العلماء في ألمانيا والولايات المتحدة لاختبار نظريتهم والبحث عن hexaquarks d- نجمة في الكون. لديهم بالفعل بعض التوقيعات الفلكية المحتملة في الاعتبار ، والتي قدموها في دراستهم الأخيرة. بالإضافة إلى ذلك ، يأملون في إنشاء هذه الجسيمات دون الذرية في بيئة معملية لمعرفة ما إذا كانت تتصرف كما هو متوقع. كل هذا سيكون موضوع دراستهم القادمة.
قال الدكتور باشكانوف: "ستكون الخطوة التالية لإنشاء مرشح المادة المظلمة الجديد هو الحصول على فهم أفضل لكيفية تفاعل النجوم d- متى تجذبها ومتى تتنافر". "نحن نقود قياسات جديدة لإنشاء نجوم د داخل نواة ذرية ونرى ما إذا كانت خصائصها تختلف عن عندما تكون في الفضاء الحر."
