宇宙中存在大量的暗物質,他們不發光、不發熱、不與物質反應,只確定有重量,因此被稱為暗物質。(圖/ScienceAlert)

自1960年代以來,天文學家就得出理論認為,我們所認知的可見物質,只佔宇宙總質量的的一小部分。為了使重力理論能夠經的起時間的考驗,科學家必須假設,宇宙中約有85%的質量由「暗物質」(Dark matter)組成,然而科學家僅說「暗物質具有重力」,其他就一概不知。最約克大學物理學家提出假設,認為理論上的「6夸克態」(Hexaquark),就是神秘的暗物質。

今日宇宙(Universe Today)報導,來自英國約克大學(The University of York)的米海爾‧貝斯卡諾夫博士(Mikhail Bashkanov)和丹尼爾‧沃斯(Daniel Watts)認為,6夸克可能在宇宙初始的「大霹靂」(Big Bang)後不久,宇宙已冷卻,但是宇宙空間還很小的期間出現,然後就充塞於宇宙之間。他們並計算出6夸克的性質,作為潛在的暗物質候選者。

一般的重子(質子、中子),是由3個不同色荷的夸克組成。(圖/愛丁堡大學)
理論上,6個夸克也能擠為6夸克態,如果再俘獲電子,也許就是暗物質。(圖/網路)

夸克(Quark)是目前已知最小的粒子,我們熟知的質子與中子,是由3個夸克所構成的。在理論上,6夸克態應該也會出現,它是玻色–愛因斯坦凝態的一個例子,是特殊的「物質的第五態」,通常在低密度的玻色子粒子冷卻至接近絕對零度才形成。

多年來,6夸克只是理論上可能存在,直到2011年德國於利希研究中心進行的實驗(並於2014年宣布),表明6夸克真的存在。雖然僅存在了10的−23次方秒,但是約克的研究小組認為,這些情況與宇宙大霹靂發生後不久的情況類似。

沃斯教授在約克大學最近的新聞稿中所說:「宇宙中暗物質的起源,是科學上最大的問題之一,而且直到現在,它還是一片空白。我們的首次計算表明,6夸克的冷凝物是可行的暗物質候選者,結果特別令人興奮,因為它不需要導入任何新的物理概念。」

沃斯教授認為,在大霹靂之後不久,隨著宇宙緩慢冷卻,穩定6夸克可能與我們已知的重子物質一起形成,並且長期存在。而且更重要的是,該粒子的生產率確實可以充斥整個宇宙,達到宇宙質量的85%。

研究人員現在希望與德國和美國的科學家合作,證實這項理論,並在宇宙中尋找6夸克的蹤影。他們已經在試算6夸克的特性,會出現的可能天文信號,然後在宇宙中尋找。此外,他們也希望在實驗室環境中再創造這些亞原子粒子,以查看其特性是否符合預期,這些將成為他們下一步研究的主題。