Endast en liten del av universum består av synlig materia. Den överlägset största delen är osynlig och består av mörk materia och mörk energi. Mycket lite är känt om mörk energi, men det finns många teorier och experiment om förekomsten av mörk materia utformade för att hitta dessa ännu okända partiklar. Forskare vid Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) i Tyskland har nu kommit med en ny teori om hur mörk materia kan ha bildats strax efter universums ursprung. Denna nya modell föreslår ett alternativ till WIMP-paradigmet som är föremål för olika experiment i aktuell forskning.

Mörk materia finns i hela universum, bildar galaxer och de största kända strukturerna i kosmos. Den utgör cirka 23 procent av vårt universum, medan de partiklar som är synliga för oss som utgör stjärnorna, planeter, och till och med livet på jorden representerar bara cirka fyra procent av det. Det nuvarande antagandet är att mörk materia är en kosmologisk kvarleva som i huvudsak har förblivit stabil sedan den skapades. "Vi har ifrågasatt detta antagande, visar att mörk materia i början av universum kan ha varit instabil, " förklarade Dr. Michael Baker från gruppen Theoretical High Energy Physics (THEP) vid JGU Institute of Physics. Denna instabilitet indikerar också existensen av en ny mekanism som förklarar den observerade mängden mörk materia i kosmos.

Stabiliteten hos mörk materia förklaras vanligtvis av en symmetriprincip. Dock, i deras tidning, Dr Michael Baker och Prof. Joachim Kopp visar att universum kan ha gått igenom en fas under vilken denna symmetri bröts. Detta skulle innebära att det är möjligt för den hypotetiska mörka materiepartikeln att sönderfalla. Under den elektrosvaga fasövergången, symmetrin som stabiliserar mörk materia skulle ha återupprättats, gör det möjligt för den att fortsätta existera i universum till våra dagar.

Med sin nya teori, Baker och Kopp har introducerat en ny princip i debatten om mörk materias natur som erbjuder ett alternativ till den allmänt accepterade WIMP-teorin. Tills nu, WIMPs, eller svagt interagerande massiva partiklar, har betraktats som de mest sannolika komponenterna i mörk materia, och experiment med starkt avskärmade underjordiska detektorer har utförts för att leta efter dem. "Frånvaron av några övertygande signaler fick oss att börja leta efter alternativ till WIMP-paradigmet, sa Kopp.

De två fysikerna hävdar att den nya mekanismen de föreslår kan vara kopplad till den uppenbara obalansen mellan materia och antimateria i kosmos och kan lämna ett avtryck som skulle kunna upptäckas i framtida experiment på gravitationsvågor. I deras artikel publicerad i den vetenskapliga tidskriften Fysiska granskningsbrev , Baker och Kopp indikerar också möjligheterna att hitta bevis för sin nya princip vid CERN:s LHC-partikelaccelerator och andra experimentanläggningar.