المادة المظلمة نافذة غير مرئية تحني ضوء المجرات. اكتشفتها فيرا روبين بعد أن لاحظت أن النجوم تتحرك بسرعة كبيرة جدًا. ربما تتكون هذه النافذة من الأكسيونات — جسيمات أخف من الإلكترون بمليارات المرات، اقترحها روبرتو بـِتـّشي وهيلين كوين لتصحيح النموذج القياسي. الأكسيونات مراوغة: تعبر سنة ضوئية من الرصاص دون تصادمات. إذا كانت المادة المظلمة زجاجًا، فالأكسيونات خدوش عليه. بحث العلماء عن هذه الخدوش في إشعاع الخلفية الكونية — ضوء الانفجار العظيم. الأجسام الضخمة تحني هذا الضوء، مكونةً عدسات الجاذبية. ثلاثة تلسكوبات قاست التشوهات لحساب نسبة الأكسيونات. النتيجة: بالنسبة لكتلة معينة من الأكسيونات، لا تزيد نسبتها عن 1.5% من المادة المظلمة الكلية. هذا يشبه البحث عن حفنة رمل في حوض سباحة أولمبي. بالنسبة لنوع آخر، ظهر أثر خافت — كبريق على الزجاج — لكنه على الأرجح مجرد صدفة. نافذة الكون تحتفظ بأسرارها.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2606.06410
Ultralight axions (ULAs) are well-motivated dark matter particle candidates that arise in many extensions of the Standard Model of particle physics. ULAs with mass $$m_\mathrm{a} \lesssim 10^{-27}$$ eV have been strongly constrained by cosmic microwave background (CMB) observations in temperature and polarization. We fit recent measurements of gravitational lensing of the CMB from \textit{Planck}, the Atacama Cosmology Telescope (ACT) and the South Pole Telescope (SPT-3G) using a state-of-the-art simulation-calibrated nonlinear clustering model for ULAs. We derive the strongest constraints on ULAs in the mass range $$10^{-26}\;\mathrm{eV}\leq m_\mathrm{a}\leq 10^{-24.5}\;\mathrm{eV}$$. ULAs of this mass have been shown to alleviate tensions between inferences of the matter clustering if they compose a few percent of the total dark matter content of the Universe. We conclude that ULAs with a mass of $$10^{-26}$$ eV make up less than 1.5\% of the dark matter and $$10^{-25}$$ eV axions make less than 9\% (both at 95\% confidence level). We identify a slight preference for non-zero axion density at $$10^{-24.5}$$ eV at $$2.1\sigma$$. We find that the preference for ULAs is largely driven by a few data points and that further investigation of non-linear ULA physics is needed to confirm or rule out this signal.
اسم «أكسيون» جاء من مزحة: أخذ الفيزيائيون اسم مسحوق غسيل، لأن الجسيم الجديد كان «ينظف» النظرية من مفارقة رياضية غير مرغوب فيها.