I jakten på att förstå universums osynliga massa har forskare länge försökt identifiera mörk materia – den form av materia som inte avger ljus men som genom gravitation formar galaxer, kosmisk struktur och det tidiga universum. En banbrytande idé som nu vunnit uppmärksamhet kommer från professor Stefano Profumo, som i två komplementära studier under 2025 föreslår att mörk materia kan ha sitt ursprung i en dold, spegel-lik sektor – en värld som följer parallella fysiska lagar men är fullständigt avskild från vår egen.
En dold sektor med speglad QCD-fysik
Profumos “spegelvärld” bygger på tanken att det existerar en osynlig sektor, med sina egna versioner av kvarkar, gluoner och barjoner, styrda av en QCD-lik stark kraft. Denna spegel-sektor interagerar inte med vanlig materia annat än genom gravitation. Därmed undgår dess komponenter lätt dagens direktdetektionsexperiment, som förlitar sig på svaga växelverkningar.De så kallade “mörka barjonerna” som skapas i denna sektor binds samman genom spegel-versioner av stark växelverkan och kan gravitationellt kollapsa till ultrasmå objekt med massor kring Plancks massa. Dessa objekt beter sig som mini-svarta hål men utan avdunstning – stabila, icke-kolliderande och med precis de egenskaper vi förväntar oss från mörk materia.
Kosmologisk partikelproduktion utan portaler
För att förklara hur dessa reliker uppstod i det tidiga universum vänder sig Profumo till kvantfältteori i krökt rumtid. I en tidigare artikel från maj 2025 beskriver han hur mörk materia kan ha alstrats genom gravitationell partikelproduktion vid den snabbt expanderande kosmiska horisonten strax efter inflationen. Denna process kräver inga portalinteraktioner eller nya svaga krafter – endast att gravitationen i tidens början fungerar som en källa till partiklar via kvanteffekter.Dessa två mekanismer – spegel-QCD och gravitationsproduktion – erbjuder var för sig och tillsammans en ram där mörk materia uppstår naturligt, utan behov av finjustering eller teoretiska nödlösningar.
Varför det är viktigt
Profumos dubbelmodell har tre framträdande fördelar:
1. **Fysik från första principer:** Båda föreslagna mekanismer bygger på grundläggande kvantfältteori och generell relativitet, utan att införa ad hoc-parametrar eller otestbara interaktioner.
2. **Testbara signaturer:** Trots att de mörka partiklarna är gravitationellt isolerade, förutsägs distinkta kosmologiska spår – såsom mönster i småskalig strukturformation, gravitationsvågor från tidiga fasövergångar, och mikrolinsning orsakat av mini–svarta hål.
3. **Breddar sökstrategin:** Genom att avvika från traditionella WIMP- och axionteorier tvingas fältet att ompröva hur mörk materia kan spåras. Om partiklarna aldrig växelverkar svagt, är det gravitationella effekter – inte kammardetektorer – som måste bli vår kompass.
Nästa steg för forskningen
För att utvärdera spegelvärldsmodellen krävs en serie teoretiska och empiriska insatser:
Numeriska simuleringar av strukturformation där Planckmassiva objekt utgör grundstenarna i galaxbildning.
Sökande efter gravitationella signaturer från potentiella mini-svarta hål, exempelvis från avdunstning om de inte är helt stabila.-
Undersökning av kinetisk blandning mellan fotoner och eventuella mörk-fotoner, som kunde möjliggöra begränsade former av indirekt detektion.
Spegelvärldsmodellen är ett radikalt, men teoretiskt attraktivt alternativ till gängse partikelportalscenarier. Genom att förankra mörk materia i kända fysiska principer men inom ett parallellt kosmos erbjuder Profumos arbete en ny karta för att hitta universums största okända komponent.
About the Author
