De moderne natuurkunde staat op een keerpunt, waarbij de fundamentele bouwstenen van het universum opnieuw en diepgaand worden geëvalueerd. Wetenschappers stellen nu een radicaal nieuwe benadering voor: het zoeken naar de sporen van de ongrijpbare donkere materie via subtiele effecten die zich manifesteren in zichtbaar licht. Dit vertegenwoordigt een significante verschuiving in het paradigma van de deeltjesfysica, die traditioneel focust op directe detectie. Een recente studie, gepubliceerd in het gezaghebbende tijdschrift Physics Letters B, beschrijft gedetailleerd een baanbrekende theoretische methode om deze onzichtbare substantie te identificeren. Huidige kosmologische schattingen wijzen uit dat donkere materie, die geen licht uitzendt of absorbeert, ongeveer 27% van de totale materie-energie van het heelal uitmaakt, wat de urgentie van deze zoektocht benadrukt.
Tot op heden werd aangenomen dat donkere materie uitsluitend bestudeerd kon worden door middel van haar zwaartekrachtsinvloed op de omgeving, zoals de rotatiesnelheid van sterrenstelsels. Het nieuwe onderzoeksteam presenteert echter een hypothese die veel verder gaat dan deze traditionele benadering. Zij suggereren dat fotonen die door gebieden met een uitzonderlijk hoge concentratie van deze materie reizen, mogelijk een minimale doch meetbare verschuiving in hun spectrum vertonen. Dit fenomeen, waarbij de golflengte van het licht verandert, kan zowel een verschuiving naar de rode (roodverschuiving) als naar de blauwe (blauwverschuiving) kant van het spectrum inhouden. Dr. Mikhail Bashkanov van de University of York leidde de onderzoeksgroep en stelt dat deze nauwelijks waarneembare ‘kleursignatuur’ — een soort kosmische vingerafdruk — meetbaar zou kunnen worden met de volgende generatie telescopen. Als dit lukt, zou de zoektocht naar donkere materie aanzienlijk gerichter en efficiënter kunnen worden uitgevoerd.
De theoretische basis van deze innovatieve aanpak berust op een concept dat de onderzoekers de ‘regel van zes handdrukken’ hebben genoemd. Deze analogie illustreert de indirecte, stapsgewijze invloed van de deeltjes. Het is cruciaal om te begrijpen dat de deeltjes van donkere materie geen directe interactie aangaan met de fotonen zelf. In plaats daarvan oefenen ze hun invloed uit via een complexe keten van intermediairen, functionerend als een reeks 'handdrukken' tussen de onzichtbare en de zichtbare wereld. Bekende elementen uit het Standaardmodel, zoals het zwaarste deeltje, de top-quark, of het deeltje dat massa geeft, het Higgs-boson, zouden als deze tussenliggende schakels kunnen fungeren. Dit mechanisme impliceert dat zelfs de meest vluchtige en ongrijpbare substantie een meetbare afdruk achterlaat wanneer de volledige keten van interacties nauwkeurig wordt gevolgd en geanalyseerd.
Dit baanbrekende werk sluit naadloos aan bij de huidige, wereldwijde inspanningen om het onzichtbare deel van de kosmos te doorgronden. Deze inspanningen omvatten onder meer het gebruik van uiterst nauwkeurige atoomklokken en het gedetailleerd in kaart brengen van de structuren van donkere materie door middel van galactische clusters. Hoewel de Planck Observatory reeds heeft vastgesteld dat donkere materie circa 26,8% van de massa-energie van het universum uitmaakt, blijft de precieze aard en samenstelling ervan een van de grootste onopgeloste mysteries van de wetenschap. De cruciale volgende stap is nu de experimentele bevestiging van deze theoretische voorspellingen. Dit vereist het inzetten van geavanceerde instrumenten en uiterst precieze waarnemingen om de voorspelde, minuscule spectrale verschuivingen daadwerkelijk te detecteren.
Mocht de theorie van Bashkanov en zijn team experimenteel standhouden, dan zou dit niet alleen een doorbraak betekenen in de zoektocht naar donkere materie, maar ook nieuwe inzichten verschaffen in de interacties tussen de deeltjes van het Standaardmodel en de onbekende donkere sector. Het bewijs voor de ontbrekende massa van het heelal ligt mogelijk niet in directe botsingen, maar in de subtiele fluisteringen van het licht zelf.