Sunday, November 07, 2010

DARK MATTER






The latest issue of Scientific American offers a brief summary of what is known actually about dark matter, an important cosmological aspect to know the origin and evolution of elementary particles, galaxies, clusters of galaxies and the whole universe. According to the magazine it was thought of this type of stuff from 1900, following the discovery of loss of nuclear atomic energy (radioactive beta decay), through emission of ionizing particles. To explain such radiation, Fermi postulated the existence of a new force of nature associated to certain particles driving forces (W and Z), which induced atomic nucleus to lose energy by heavier particles. Later it was discovered that the weak nuclear force was necessary to maintain separate nuclear particles. The task now is to identify the constituent particles of dark matter using 3 strategies: annihilation, scattering and production of these particles in the lab. When 2 WIMPs (weakly interacting massive particles) collide, disappear leaving a set of electrons, antielectrons (positrons) and neutrinos. Such collisions would not be frequent, otherwise it would not left WIMPs. Thus, particle candidates for dark matter are neutrinos, wimps, axions and other hidden particles that interact with ordinary matter through gravity.

Also contributing to the knowledge of dark matter are the discrepancies caused by mass measurements of galaxies, clusters of galaxies and the total visible universe through dynamic and relativistic media, which established that dark matter constitutes 80% of the total universe matter, while the visible matter only accounts for 20%. Another way of approaching the understanding of dark matter was understood that to hold together large groups of galaxies requires 10 times extra matter. Today, all agree that certain gravitational effects of the visible matter are conditioned by influences of dark matter. Through the force of gravity, dark matter sculpts the universe forming a network of galaxies. One of the goals of the Large Hadron Collider is to find these particles, especially WIMPs type, that act only through weak nuclear force, being immune to electrical and magnetic forces that dominate our world today.
MATERIA OSCURA

El último número de Scientific American ofrece un breve resumen de lo conocido hasta hoy, sobre materia oscura, uno de los aspectos cosmológicos importantes para conocer el origen y evolución de partículas elementales, galaxias, acúmulos de galaxias y el universo total. Según la revista se pensó en este tipo de materia a partir de 1900, trás el descubrimiento de pérdida de energía atómica nuclear (radioactive beta decay), bajo la forma de emisión de partículas ionizantes. Para explicar tal radiación, Fermi postuló la existencia de una nueva fuerza de la naturaleza asociada a fuerzas conductoras de partículas (W y Z), que inducían al núcleo atómico a perder energía mediante partículas más pesadas. Posteriormente se descubrió que la fuerza nuclear débil, era necesaria para mantener las partículas nucleares separadas. La tarea actual consiste en identificar las partículas constituyentes de la materia oscura mediante 3 estrategias: aniquilación, análisis de restos de la colisión y producción de estas partículas en el laboratorio. Cuando 2 WIMPs (weakly interacting massive particles), colisionan, desaparecen dejando un conjunto de electrones, antielectrones (positrones) y neutrinos. Tales colisiones no serían frecuentes, de lo contario no habrían WIMPs. Así, las partículas candidatas a ser constituyentes de la materia oscura son: neutrinos, wimps, axiones y otras ocultas que interactuarían con la materia ordinaria mediante la gravedad.
También contribuyeron al conocimiento de la materia oscura, las discrepancias ocasionadas por las mediciones de masas de galaxias, conjuntos de galaxias y el universo visible total mediante medios dinámicos y relativistas, las que establecieron que la materia oscura constituye un 80% de la materia total del universo, en tanto la materia visible solo dá cuenta de un 20 %. Otra forma de aproximarse a la comprensión de la materia oscura fué entender que para mantener unidos enormes conjuntos de galaxias se necesita 10 veces más de materia extra. Hoy día todos aceptan que ciertos efectos gravitacionales de la materia visible son condicionados por influencias de la materia oscura. Mediante la fuerza de la gravedad, la materia oscura esculpe al universo formando una red de galaxias. Una de las metas del Large Hadron Collider es encontrar este tipo de partículas, especialmente las de tipo WIMPs, que solo actuan mediante la fuerza nuclear débil, siendo immunes a las fuerzas eléctricas y magnéticas que dominan nuestro mundo actual.

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