۱۲ نظریه ماده تاریک زیر ذره‌بین؛ نتیجه‌ای برخلاف تصور فیزیک‌دانان

مادهٔ تاریک بخش عمده‌ای از مادهٔ جهان را تشکیل می‌دهد، اما تاکنون مستقیماً شناسایی نشده است. استفانو پروفومو، استاد فیزیک دانشگاه کالیفرنیا در سانتا کروز، در پژوهشی تازه ۱۲ نظریهٔ مطرح دربارهٔ مادهٔ تاریک را با معیاری ریاضی مقایسه کرده است. نتایج این پژوهش در نشریهٔ Physical Review D منتشر شده است. آزمونی یکسان برای نظریه‌های مادهٔ تاریک فیزیک‌دانان برای ارزیابی نظریه‌ها از مفهوم «طبیعی‌بودن» استفاده می‌کنند؛ یعنی اینکه آیا یک مدل بدون تنظیم بسیار دقیق پارامترها می‌تواند جهان مشاهده‌شده را توضیح دهد یا خیر. اگر تغییری کوچک در یک پارامتر، پیش‌بینی مدل را به‌شدت دگرگون کند، آن مدل به تنظیم دقیق‌تری نیاز دارد. پروفومو با بهره‌گیری از معیار باربیری–جودیس، حساسیت مدل‌ها را به تغییر پارامترهای بنیادی سنجید. این بررسی، نامزدهای ذره‌ای، از جمله ذرات سنگین با برهم‌کنش ضعیف، و نظریه‌های سیاه‌چاله‌های نخستین را دربر می‌گرفت. نتیجه‌ای برخلاف تصور رایج یافته‌ها نشان می‌دهد هر دو گروه، مدل‌هایی با تنظیم دقیق اندک و مدل‌هایی با حساسیت زیاد دارند. برای نمونه، سناریویی که در آن ساختارهایی به نام دیواره‌های دامنه فرومی‌ریزند و سیاه‌چاله می‌سازند، از طبیعی‌ترین مدل‌های بررسی‌شده است. در مقابل، یک مدل ذره‌ای مبتنی بر نابودی ذرات مادهٔ تاریک از طریق تشدید مرتبط با بوزون هیگز، به تنظیم پارامتری با دقتی کمتر از یک درصد نیاز دارد. به گزارش SciTechDaily، پروفومو می‌گوید طبیعی‌بودن معیار مفیدی برای انتخاب مسیر پژوهش است، اما نباید مبنای رد یک دستهٔ کامل از نظریه‌ها باشد. گفتنی است این پژوهش نه ماهیت مادهٔ تاریک را مشخص می‌کند و نه درستی مدل کم‌تنظیم‌تر را اثبات می‌کند؛ بلکه روشی یکسان برای مقایسهٔ منصفانهٔ فرضیه‌های رقیب ارائه می‌دهد.