Aksionid võivad selgitada liitium-7 vähesust tumeaine teoorias

Püüdes mõista, kuidas kõik meid ümbritsev tekkis, on astrofüüsikud seni koostanud teooriaid, et selgitada Suure Paugu järgsete sündmuste kulgu. Seda tehes on neil tekkinud ideid, mida hetkel veel tõestada ei saa. Üheks nendest on idee tumeainest, mis moodustab paljude uurijate uskumusel kuni 80 protsenti kogu Universumis leiduvast ainest. Selle teooria probleemiks on aga kindel isotoop, liitium-7: kui tumeaine mudel oleks tõene, peaks seda märksa külluslikumalt leiduma.

Teoreetikud pakuvad välja, et peale Suurt Pauku polnud Universumis midagi peale ülikuuma prootonite ja neutronite massi. Ajapikku need ühinesid ja moodustasid kerge gaasi elemendi deuteeriumi ja heeliumi ning liitiumi isotoobid. Hiljem hakkasid temperatuurid jahenema ja elektronid hakkasid tuumadega seostuma. See peatas footonite vabanemise, mis lõpuks tegi võimalikuks kõikide ülejäänud tänapäeval teadaolevate elementide moodustumise. Teadlased lõid seesuguseid teooriaid nüüdse kosmilise mikrolaine-taustkiirguse mõõtmiste põhjal. Siin tekkis aga probleem: mudelites, mis püüavad kogu protsessi taasluua, leidub lõpuks palju rohkem liitium-7’t kui tegelikkuses eksisteerib, kirjutab Physorg.com.

Nüüd pakub Florida Ülikooli teadustöö meeskond sellele probleemile lahenduse. Nad väidavad, et madala massiga boson – aksion – võib esinevat lahknevust põhjendada. Teadlased pakuvad välja, et kui selline osake tõepoolest ka eksisteerib, nagu mõned arvavad võimaliku olevat, võib see piisavalt külm olles moodustada kosmoloogilise Bose-Einsteini konsensaadi. See kondensaat võis nende väga varaste footonitega vastastikku toimida ja neid seega maha jahutada. Kui see oleks juhtunud, oleks toodetud liitium-7 kogus palju väiksem kui on seni arvutatud. See kogus oleks piisav, et joonduda kõigega, mis on leitud tänapäeval eksisteerivat. See lahendaks teadlaste sõnul kogu liitium-7 probleemi. Florida Ülikooli teadustöö meeskonna uurimustöö avaldati teadusajakirjas Physical Review Letters.

Loomulikult pole asi nii lihtne, sest mida vähem liitium-7’t tekkis, seda rohkem pidi moodustuma midagi muud. Mudeli kohaselt peaks seega olema tekkinud rohkem deuteeriumi ja enam neutriino tüüpe, mis seni ei tundu tõsi olevat. See võib aga muutuda, kuna Euroopa Kosmoseagentuur töötab ülikeerulise neutriinode mõõtmise meetodi kallal. Kui nad leiavad rohkem neutriino tüüpe, siis võib käesolev uurimustöö olla pöördepunktiks aksionide eksisteerimise tõestamisel. Sellisel juhul muutuksid ka usutavamaks mudelid, mis püüavad selgitada kõige eksisteeriva tekkimist.

Allikas

Teadusartikkel: „Axion Dark Matter and Cosmological Parameters“