Fizikçiler karanlık maddeyi bulmak için pek çok farklı yol denediler ama hiçbiri başarılı olamadı. Şimdi arenaya beklenmedik bir rakip girdi – sıradan sofra şekeri.
Polarize ışık mikrografında yakalanan sofra şekeri veya sakarozdan oluşan ince kristal film
Bilim insanları dev sakkaroz kristallerini veya sofra şekerini kullanarak karanlık maddeyi araştırmak için yeni bir yol buldular; ancak şu ana kadar sonuç eksikliğinin yalnızca acı-tatlı tadını buldular.
Karanlık maddenin galaksiler üzerinde uyguladığı garip çekim kuvvetine dayanarak var olduğuna inanıyoruz, ancak onlarca yıldır olası karanlık madde parçacıklarını aramalarına rağmen bilim adamları hiçbir şey bulamadılar. Bu araştırmaların çoğu, uzun süredir en umut verici karanlık madde adayları arasında olduğu düşünülen zayıf etkileşimli büyük kütleli parçacıkları (WIMP’ler) arıyordu. Ancak en hassas aramaların bile eli boş çıktı.
Çoğu WIMP dedektörü, geçmekte olan bir karanlık madde parçacığının normal maddeyle etkileşime girdiğinde üretebileceği ışık parıltılarını arar, ancak bu, parçacıkların yeterince büyük, yani bir protonun kütlesinin yaklaşık 2 ila 10.000 katı kadar olduğunu varsayar. Karanlık maddenin galaktik etkilerini en açık şekilde açıklayan şey budur, ancak hipoteze daha tuhaf bir şekilde uysa da WIMP’lerin daha hafif olması da mümkündür.
Şimdi, Almanya’nın Münih kentindeki Max Planck Fizik Enstitüsü’nden Federica Petricca ve meslektaşları, aşırı sıcaklıklara soğutulmuş şeker kristallerinden yapılmış bir detektör kullanarak bu daha hafif WIMP’leri aradılar.
Çok hafif WIMP’ler en belirgin şekilde hidrojen gibi çok hafif atomlarla etkileşime girmelidir, ancak saf hidrojeni dedektör olarak kullanmak, düşük yoğunluğu nedeniyle zordur ve etkileşim olasılığını azaltır. Ancak sükroz, her molekülde saf hidrojenden çok daha yüksek yoğunlukta 22 hidrojen atomu içerir.
Petricca ve ekibi ilk olarak bir haftalık bir süre boyunca konsantre şeker çözeltisinden sakaroz kristalleri ürettiler ve ardından kristallerin sıcaklığını mutlak sıfırın üzerindeki derecenin binde yedisine düşürdüler. Daha sonra, ultra duyarlı bir termometre kullanarak ısıdaki küçük artışları ve bir foton sensörü kullanarak ışık parlamalarını arayarak olası karanlık madde etkileşimlerini izlediler.
Araştırmacılar deneylerini 19 saat boyunca yürüttüler ve şeker kristalleri daha büyük parçacıklarla tutarlı seviyelerde aydınlanırken, WIMP tarafından üretilebilecek daha zayıf bir tespit ölçmediler.
Pensilvanya Eyalet Üniversitesi’nden Carlos Blanco, şeker kristallerinin olası karanlık madde etkileşimlerini dikkate değer bir hassasiyetle arayacak şekilde ayarlandığını ve araştırmacıların hafif WIMP’lerden son derece küçük geri tepmeler görmesine olanak sağlayabileceğini söylüyor. Ancak deneyin, birçok şekerde yaygın olarak bulunan radyoaktif karbon-14 gibi kristalleri aydınlatan diğer olası kaynakları etkili bir şekilde dışlayıp engelleyemeyeceği açık değil.
