Består mörk materia av lätta partiklar? 

Den mörka materien i universum är en av fysikens stora gåtor. Wallenberg Academy Fellow Ruth Pöttgen ska utforska en ny hypotes: att den är lättare än vad man hittills har trott och att mörk materia kan växelverka med vanlig materia på ett hittills okänt sätt. 

I hundra år har forskare vetat att det finns någon form av osynlig materia i universum eftersom gravitationen från den påverkar stjärnor och galaxer. Ingen har dock lyckats förstå vad denna mörka materia är. De forskare som har letat efter den har framför allt koncentrerat sig på möjligheten att den består av mycket tunga partiklar.     
Dr Ruth Pöttgen vid Lunds universitet ska i ett internationellt samarbete testa en ny hypotes som går ut på att partiklarna i stället är lätta, kanske inte tyngre än en vätekärna. Då kan man leta efter dem på ett helt annat sätt. 

I ett experiment kallat Light Dark Matter eXperiment (LDMX) ska forskarna beskjuta en tunn folie av metallen volfram med en stråle av elektroner. När elektronerna kolliderar med atomkärnor i metallen kan det ske reaktioner som skapar mörk materia. En sådan reaktion kan indirekt mätas genom att följa förändringar i elektronernas energi och rörelsemängd. 

Den stora utmaningen är dock att det finns många skäl till att elektroner förlorar energi och ändrar sin rörelsemängd. Det kommer därför att krävas extremt avancerad teknik för att urskilja den energi som kan ha förts bort av mörk materia, från det stora bakgrundsbruset av kända processer. Lyckas forskarna kommer vi äntligen att få en bättre bild av vad den mörka materien egentligen är. 

Foto Patrik Lundin