Απολιθώματα Σκοτεινής Ύλης μπορεί να περιέχουν – σύμφωνα με υπόθεση επιστημόνων – οι βράχοι στην κρυσταλλική τους δομή

Αν στο εσωτερικό των αρχαίων συνέβησαν βράχων αλληλεπιδράσεις της σκοτεινής ύλης, θα μπορούσαν να έχουν μείνει ανιχνεύσιμα ίχνη στην κρυσταλλική δομή των βράχων.

Οι πέτρες κάτω από τα πόδια μας μπορεί να περιέχουν υπολείμματα – με τη μορφή ιχνών εύρους νανομέτρων – των αλληλεπιδράσεων της σκοτεινής ύλης, στο παρελθόν. Από προηγούμενες έρευνες για αυτά τα αποκαλούμενα απολιθώματα σκοτεινής ύλης δεν έχουν προκύψει αποτελέσματα, όμως μια ομάδα ερευνητών από τη Σουηδία και την Πολωνία θεωρούν ότι οι πρόσφατες πρόοδοι στις τεχνικές ανάλυσης υλικών εγγυώνται μια νέα κίνηση για να τα «ξεθάψουμε». Η ομάδα προβλέπει ότι ορισμένα ορυκτά από υλικό τρυπανιών βάθους θα μπορούσαν να εμφανίζουν σημάδια σκοτεινής ύλης με μια ευαισθησία που υπερβαίνει αυτή των υπαρχόντων σήμερα μεθόδων έρευνας.

Ο προσδιορισμός ίχνους απολιθώματος αρχικά αναπτύχθηκε για να μελετηθεί η πυρηνική σχάση σε αρχαίους βράχους. Όταν ένα προϊόν σχάσης υψηλής ενέργειας διατρέχει την κρυσταλλική δομή, αφήνει ένα άμορφο ίχνος που είναι εύρους λίγων νανομέτρων και μήκους λίγων μικρομέτρων. Τα σωμάτια της σκοτεινής ύλης θα μπορούσαν να παράγουν παρόμοια – αλλά μικρότερα – ίχνη μέσω συγκρούσεων με πυρήνες, όμως έρευνα που δημοσιεύθηκε το 1995 χρησιμοποιώντας μικροσκόπιο ατομικής δύναμης (AFM) δεν βρήκε τέτοια σημάδια.

Για αυτή την επικαιροποιημένη μελέτη, οι ερευνητές προτείνουν τη χρήση σύγχρονων τεχνικών, όπως δέσμη μικροσκοπίου ιόντων ηλίου και μικρής γωνίας σκέδασης ακτίνων-Χ, για να χαρτογραφήσουν άμεσα το εσωτερικό του όγκου ενός γραμμαρίου βράχου με ανάλυση νανομέτρου. Ένα τέτοιο επίτευγμα ήταν προηγουμένως αδύνατο. Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι έλαβαν δείγματα από χαμηλής ραδιενέργειας ορυκτά σε γεωτρήσεις βάθους 10 km, τα οποία θα έπρεπε να περιέχουν λιγότερα ίχνη από άλλα σωματίδια όπως οι κοσμικές ακτίνες.

Τα μέλη της ομάδας εκτιμούν ότι ένα κυβικό εκατοστό αρχαίου βράχου θα μπορούσε να έχει εκατοντάδες μέχρι χιλιάδες ίχνη σκοτεινής ύλης, που όπως λένε, θα είναι αναγνωρίσιμα από τη μοναδική κατανομή των μηκών των ιχνών τους. Οι υπολογισμοί τους επίσης υποστηρίζουν ότι η ευαισθησία ενός μεγέθους γραμμαρίου «παλαιο-ανιχνευτή» – του οποίου το βραχώδες υλικό «ψάχθηκε» για σκοτεινή ύλης για σχεδόν ένα δισεκατομμύρια χρόνια – θα μπορούσε να είναι μεγαλύτερη από αυτή σημερινών ανιχνευτών μεγέθους τόνου που «τρέχουν» μόνο για λίγα χρόνια.

Πηγή: American Physical Society

Περισσότερα στη δημοσίευση: Paleo-detectors: Searching for dark matter with ancient minerals. Physical Review D.