Karanlık maddenin doğası kozmolojideki en büyük gizemlerden biri olmaya devam ediyor. Çarpışmasız soğuk karanlık madde (CDM) standart çerçevesinde çeşitli modeller dikkate alınır: WIMP’ler (kütleleri yaklaşık 100 GeV/c olan Zayıf Etkileşen Büyük Parçacıklar)2), ilkel kara delikler ve ultra hafif eksen benzeri parçacıklar (kütlesi 10-22 1 eV/c’ye kadar2). İkinci durumda, karanlık madde, nokta parçacıklarının bir toplamı olmaktan çok, Schrödinger denklemiyle tanımlanan bir dalga gibi davranır. Bu, küçük ölçeklerde belirli davranışlar üretirken, büyük ölçeklerde standart dinamikleri (CDM) takip eder.
Teorik Fizik Enstitüsü’ndeki araştırmacılar Philippe Brax ve Patrick Valageas, dinamikleri Schrödinger denkleminin, süperakışkanların ve Bose-Einstein yoğunlaşmalarının fiziğinde de karşılaşılan Gross-Pitaevskii denklemi olarak bilinen doğrusal olmayan bir varyantı tarafından açıklanan, itici kendi kendine etkileşimlere sahip ultra hafif soğuk karanlık madde modelleri üzerinde çalıştı. Yazarlar çalışmalarında, dönen ultra hafif karanlık madde haleleri içindeki “girdaplar” (girdaplar) ve “solitonlar” (hidrostatik dengedeki çekirdekler) adı verilen belirli yapıların oluşumunu ve dinamiklerini takip ediyorlar.
Yazılar dergide yayımlanıyor Fiziksel İnceleme D.
Laboratuvarda incelenen bir süperakışkanda olduğu gibi, bu modellerde karanlık madde çekirdekleri “dönüşsüz” bir sıvının denklemleriyle tanımlanır. Sistem bu durumda yalnızca tekilliklerin, yani “girdapların” (girdapların) ortaya çıkması yoluyla genel dönüşü sürdürebilir.
Analitik ve sayısal yaklaşımları birleştiren yazarlar, dönen karanlık madde halelerinin gerçekten de bu tür girdaplara yol açtığını ve bunların, halenin çekirdeğinde istikrarlı bir dönen ağ halinde daha da organize olduklarını gösteriyorlar. Bu girdaplar, karanlık madde parçacığının kütlesine bağlı olan nicelenmiş bir açısal momentuma sahiptir. Merkezkaç kuvveti nedeniyle “soliton” (karanlık madde çekirdeği) eksenel simetrik, düzleştirilmiş bir şekil kazanır.
Eğer bu girdaplar gerçekten mevcutsa, ultra hafif karanlık maddeyi tespit etmenin yeni bir yolunu sunabilirler. Örneğin galaksilerde bıraktıkları yerçekimsel izleri analiz ederek. Bu “girdap çizgileri” ile kozmik ağın filamentleri arasındaki olası bağlantıyı incelemek de ilginç olacaktır. Dolayısıyla, kuantum süperakışkan fiziğinde laboratuvarda gözlemlenenlere benzer girdaplar, astrofizik veya galaktik ölçeklerdeki karanlık madde halelerinde mevcut olabilir.
