Новое измерение в поисках понимания темной материи

Как следует из названия, темная материя – материал, который составляет около 85% массы Вселенной – не излучает света, что не позволяет легко обнаружить. Его свойства тоже остаются неясными.


Теперь физик-теоретик из Калифорнийского университета в Риверсайде и его коллеги опубликовали исследовательскую работу в Журнал физики высоких энергий Это показывает, как теории, утверждающие о существовании нового типа силы, могут помочь объяснить свойства темной материи.

«Мы живем в океане темной материи, но мы очень мало знаем о том, чем это может быть», – сказал Флип Танедо, доцент кафедры физики и астрономии и старший автор статьи. «Это одно из самых неприятных неизвестных в природе. Мы знаем, что оно существует, но не знаем, как его искать и почему оно не обнаружилось там, где мы этого ожидали».

Физики использовали телескопы, гигантские подземные эксперименты и коллайдеры, чтобы узнать больше о темной материи за последние 30 лет, хотя никаких положительных доказательств не было. Однако отрицательные свидетельства заставили физиков-теоретиков, таких как Танедо, более творчески подумать о том, чем может быть темная материя.

Новое исследование, которое предполагает существование дополнительного измерения в пространстве-времени для поиска темной материи, является частью продолжающейся исследовательской программы в Калифорнийском университете в Риверсайде под руководством Танедо. Согласно этой теории, некоторые частицы темной материи не ведут себя как частицы. По сути, невидимые частицы взаимодействуют с еще более невидимыми частицами таким образом, что последние перестают вести себя как частицы.

«Цель моей исследовательской программы на последние два года – расширить идею« разговора »темной материи с темными силами», – сказал Танедо. «За последнее десятилетие физики пришли к пониманию того, что, помимо темной материи, скрытые темные силы могут управлять взаимодействиями темной материи. Они могут полностью переписать правила того, как следует искать темную материю».

Если две частицы темной материи притягиваются друг к другу или отталкиваются друг от друга, то действуют темные силы. Танедо объяснил, что темные силы математически описываются теорией с дополнительными измерениями и представляют собой континуум частиц, которые могут решать головоломки, наблюдаемые в маленьких галактиках.

«Наша текущая исследовательская программа в UCR – это дальнейшее обобщение предложения о темных силах», – сказал он. «Наша наблюдаемая Вселенная имеет три измерения пространства. Мы предполагаем, что может быть четвертое измерение, о котором знают только темные силы. Дополнительное измерение может объяснить, почему темная материя так хорошо скрывается от наших попыток изучить ее в лаборатории».

Танедо объяснил, что, хотя дополнительные измерения могут показаться экзотической идеей, на самом деле они представляют собой математический трюк для описания «конформных теорий поля» – обычных трехмерных теорий, которые в высшей степени квантово-механические. Эти типы теорий богаты математикой, но не содержат обычных частиц и поэтому обычно не считаются подходящими для описания природы. Математическая эквивалентность этих сложных трехмерных теорий и более понятной теории дополнительных измерений известна как голографический принцип.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments