Temná hmota je stále temná. Kredit: Scott Lord / Pexels.

Vzhledem k tomu, že v době psaní tohoto textu svět fyziky momentálně bujaře neslaví a neotřásá se v základech, je víceméně jisté, že temná hmota zůstává temnou, o temné energii raději ani nemluvě. Také si ale můžeme být jistí, že legendární lov na temnou hmotu pokračuje, každou vteřinu každého dne.

Pedro De la Torre Luque. Kredit: Cosmic Whispers.

Extravagantní fyzik Pedro De la Torre Luque z španělské Universidad Autónoma de Madrid a dalších univerzit se svými kolegy vyrazil při pátrání po temné hmotě do srdce Mléčné dráhy. Doufají, že jejich varianta temné hmoty může vysvětlit záhadnou situaci v galaktickém centru, tedy kromě toho, že bychom konečně věděli, co je temná hmota zač.

Jak říká Shyam Balaji z britské King's College London, v centru Mléčné dráhy pozorujeme masivní oblaka kladně nabitého vodíku. To je dost zvláštní, protože vodík v podobné situaci bývá neutrální. Zdá se, že jim něco dodává dost energie na to, aby atomy vodíku přišly o záporně nabité elektrony. Data z centra Galaxie podle badatelů naznačují, že tam je stálý zdroj energie, což by, s notnou porcí fyzikálního štěstí, mohla být relativně lehká forma temné hmoty.

Donedávna byly vůdčím kandidátem na temnou hmotu WIMPy, masivní a slabě interagující částice. Fyzikální štěstěna se od nich ale odvrací. De la Torre Luque s kolegy sázejí na takzvanou sub-GeV temnou hmotu, kterou, pokud existuje, by měly tvořit částice o energii nižší než 1 GeV, tedy lehčí než WIMPy. To je samozřejmě hodně široký pojem. Vědci mají konkrétně na mysli MeV temnou hmotu, tedy nikoliv například axiony, které by měly být extrémně lehké.

Logo. Kredit: Universidad Autónoma de Madrid.

De la Torre Luque a spol. se domnívají, že pokud taková temná hmota skutečně existuje, pak se její částice v centru Mléčné dráhy srážejí a navzájem anihilují, přičemž generují nové elektricky nabité částice. Tyto částice by pak mohly ionizovat zmíněný vodíkový plyn. Dosavadní tipy na řešení záhady s vodíkem, například kosmické záření nebo WIMPy, příliš nesedí. Pokud by teorie se sub-GeV temnou hmotou příjemně překvapila, mohla by vysvětlit i záhadnou 511-keV emisní čáru rentgenového záření, kterou pozorujeme v centru Mléčné dráhy.

Jak k tomu sžíravě poznamenává Manuel Alfaro na platformě Medium, módní cyklus temné hmoty nezadržitelně pokračuje. Ultraselfinteraktivní temná hmota, která byla hitem loni, je už passé. Jarní kolekce přináší sub-GeV temnou hmotu, kterou teď všichni hledají. Otázkou je, co přijde v létě? Femto-eV částice? Kvantově entanglovaná temná hmota? Nebo snad temná hmota, co se zjevuje každé úterý? Nechme se překvapit.

Video: Elena Pinetti | All the X in One Basket: X-Ray Constraints on Sub-GeV Dark Matter

Literatura

King's College London 10. 3. 2025.

Medium 11. 3. 2025.

Physical Review Letters 134: 101001.