Как темные фотоны могут стать темной материей
В недавней статье Physical Review Letters исследователи представили новый механизм, который, возможно, позволит считать сверхлегкие темные фотоны серьезными кандидатами на роль темной материи, что может иметь многообещающие последствия для усилий по обнаружению.
Считается, что около 85% всей материи составляет темная материя, однако эта неуловимая субстанция продолжает озадачивать ученых, поскольку ее невозможно наблюдать непосредственно.
Одним из кандидатов на роль частиц темной материи являются темные фотоны. Эти гипотетические частицы похожи на обычные фотоны, но обладают массой и слабо взаимодействуют с обычной материей.
Однако теоретическому прогрессу в моделировании темной материи на основе темных фотонов препятствует "кинетическое перемешивание".
Темные фотоны в ранней Вселенной часто образовывали космические струнные сети из-за кинетического смешивания с обычными фотонами, что препятствовало их выживанию в виде отдельных частиц темной материи.
Эти струноподобные структуры не могут гравитационно скапливаться, образуя гало галактик, или воспроизводить сигнатуры темной материи, которые мы наблюдаем, что, по сути, лишает их возможности считаться жизнеспособными кандидатами в темную материю.
Исследователи Дэвид Цинцинатес (David Cyncynates) из Вашингтонского университета и Закари Вайнер (Zachary Weiner) из Института теоретической физики Периметра (Perimeter Institute for Theoretical Physics) предложили новое решение, которое могло бы преодолеть это фундаментальное ограничение.
"Я был поражен недавним исследованием, в котором предполагалось, что многие предлагаемые модели темных фотонов могут не работать в качестве темной материи", - сказал Цинцинатес Phys.org.
"В связи с этим возникает вопрос: все ли подобные модели действительно исключены, или мы можем найти сценарии, которые все еще работают, особенно те, которые могут быть проверены в экспериментах следующего поколения?"
Освобождение от космических струн
Проблема космических струн возникает из—за того, что темные фотоны обычно приобретают свою массу с помощью механизма, аналогичного тому, как обычные частицы приобретают массу, - посредством взаимодействия с полем, называемым темным полем Хиггса.
Когда этот процесс происходит на ранних стадиях развития Вселенной при высокой плотности, темные фотоны оказываются запертыми в длинные струноподобные конфигурации, которые растягиваются на космические расстояния.
"Темные фотоны хотят собираться в космические струны, когда они достаточно плотны в космосе", - сказал Вайнер журналистам. Phys.org . "Высокой плотности трудно избежать, поскольку любой кандидат в темную материю должен был впервые образоваться в начале космической истории, когда Вселенная была намного плотнее".
Ключевым моментом нового исследования является "выбор времени". Отложив производство темных фотонов на гораздо более поздний период космической истории, исследователи обнаружили, что они могут избежать условий плотности, которые приводят к образованию космических струн.
"Наша модель стремилась свести к минимуму этот эффект, отодвигая период, в который образуются темные фотоны, как можно позже — как раз вовремя, чтобы они могли сыграть свою роль холодной темной материи при формировании анизотропии космического микроволнового фона", - пояснил Вайнер.
Модель исследователей вводит скалярное поле, которое эволюционирует с течением космического времени, эффективно изменяя параметры теории по мере старения Вселенной. Это поле подавляет массу темных фотонов в ранней Вселенной, а затем позволяет ей расти в процессе, называемом тахионной нестабильностью.
Этот механизм замедленного производства работает за счет того, что исследователи называют "потенциалом убегания". По мере эволюции скалярного поля оно создает условия, при которых поперечные моды темных фотонов становятся нестабильными и растут экспоненциально, создавая изобилие темной материи, которое мы наблюдаем сегодня.
"Фокус в том, что это новое поле делает темные фотоны в ранней Вселенной намного легче, чем они есть сегодня, что облегчает их получение по сравнению с другими сценариями", - сказал Цинцинатес.
Это открывает новые возможности для обнаружения
"Простейший сценарий, при котором темные фотоны образуются во время инфляции, работает только в том случае, если они почти полностью невидимы для обычной материи, что является плохой новостью для обнаружения", - отметил Цинцинатес.
"В этом случае темный фотон может избежать более сильных взаимодействий, что открывает возможности для обнаружения в лабораторных экспериментах".
Исследователи определили несколько предстоящих экспериментов, которые могли бы обнаружить предсказанные ими темные фотоны. К ним относятся поисковые системы на основе резонаторов, которые используют сверхчувствительные детекторы в экранированных средах для улавливания слабых сигналов, создаваемых темными фотонами.
"Такие эксперименты, как DM-Radio, ALPHA, Dark E-field и MADMAX, могут обнаружить темные фотоны, которые предсказывает наша модель", - сказал Цинцинатес.
В некоторых экспериментах используются радиочастотные методы для поиска превращений темных фотонов, в то время как другие полагаются на то, как свет ведет себя внутри плазмы, чтобы обеспечить резонансное преобразование темных фотонов в обычные фотоны.
Механизм запоздалого получения, не поддающийся лабораторному обнаружению, создает отличительные признаки формирования космических структур. Запоздалое получение приводит к созданию улучшенных мелкомасштабных структур, в том числе мини-гало с характерными массами и размерами, которые можно будет наблюдать с помощью будущих телескопов.
"Будущие телескопы могли бы увидеть намеки на улучшенную мелкомасштабную структуру, характерную для нашего проекта, например, через колебания в движении или яркости звезд", - пояснил Вайнер.
"Но прямое обнаружение в лаборатории было бы важным доказательством того, что наблюдаемый астрофизический сигнал на самом деле вызван темными фотонами темной материи".
Усиленное структурообразование возникает из-за того, что темные фотоны, произведенные в конце космической истории, сохраняют память о процессе образования, создавая колебания плотности, которые отсутствуют в обычных моделях темной материи.
Выводы на будущее
В исследовании представлены конкретные экспериментальные цели и наблюдаемые прогнозы, которые могут послужить руководством для будущих поисков темной материи.
Предложенная модель фокусируется на том, что темные фотоны приобретают массу с помощью темной версии механизма Хиггса, аналогично тому, как обычные частицы, такие как W- и Z-бозоны, получают свою массу. Однако исследователи отмечают, что альтернативные механизмы генерации массы могут сталкиваться с другими ограничениями.
"Альтернативная возможность, так называемая масса Штюкельберга, может быть не столь сильно ограничена, но в настоящее время неизвестно, образуются ли космические струны и как они ведут себя в этом случае", - сказал Вайнер.
Исследователи полагают, что их модель открывает новое пространство параметров, которое ранее считалось исключенным, давая новую надежду на обнаружение одного из самых интересных кандидатов в темную материю.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Отправить донат на поддержку проекта "Аномальные новости"
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - 19.06.2025 (990)
20.06.2025 - 07.08.2025 (990)
08.08.2025 - 26.09.2025 (1000)
27.09.2025 - 15.11.2025 (1000)
16.11.2025 - 09.01.2026 (1000)
10.01.2026 - 03.03.2026 (1000)
04.03.2026 - 22.04.2026 (1000)
23.04.2026 - 04.06.2026 (990)
05.06.2026 - 25.07.2026 (1000)
26.07.2026 - 13.09.2026 (1000)
14.09.2026 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Астроном подвергается нападкам из-за исследований НЛО

Большое количество НЛО сбивает с толку очевидцев

Вы из параллельного мира можете манипулировать вами

Ген, отвечающий за четырехмерное цветовое зрение

Групповая работа посвящена изучению культа НЛО

Защищенный законом канал для инсайдеров

Изменение правил Пентагона в отношении НЛО

Инопланетные виды уже давно на Земле

Инопланетянин рядом с голубым лучом света

Инцидент с НЛО посреди пустыни Нью-Мексико

НЛО размером с Луну в созвездии Малого Льва

Новый сериал о НЛО и паранормальных явлениях

Огромные инопланетные сооружения на Луне

От встреч с пришельцами и похищений до вещих снов

Пентагон не знает о программе 'Безупречное созвездие'

Разбор эпизодов и многое другое о новом сериале об НЛО

Треугольный НЛО замечен над Колумбусом

Трудная проблема сознания неразрешима

Флот НЛО попал в объектив камеры над Арканзасом

Что произойдёт с человечеством в конце времен

В сопротивлении ИИ нет ничего иррационального

Венера могла проглотить свою луну

Вьетнамский блогер построил инопланетный корабль

ИИ может открыть формы интеллекта

ИИ создают собственные языки общения

Летающие тарелки высокой секретности реальны

Меня чуть не утащили в Ад скрюченные пальцы

Меркурий сжимается сильнее, чем мы думали

Научились определять погоду на далёких мирах

Они выглядят как люди, но это не так

Печать домов на Марсе

Пилот снял в небе Мексики загадочный объект

Пыль с астероида Рюгу и сложные молекулы

Ромбовидный НЛО замечен над Мексикой

Сложная проблема сознания вполне разрешима

Солнце когда-то поглотило планету

Тайна Зоны 51 становится все более загадочной

Тыквы к Хэллоуину будут слишком маленькими

Шведская история о привидениях

Юридически защищенный канал связи для инсайдеров

Блуждающая черная дыра питается на ходу

Вирус из средневековой книги убил 500 000 животных

Выходящих в астрал людей проверили

ИИ меняет рабочие процессы, а не заменяет сотрудников

Критическое представление о претензиях по НЛО

Министерство обороны отменяет режим секретности

Мутации - ключ к избавлению человека от страданий

Не позволяйте ИИ влиять на ваше поведение

Охота за неизвестными видами в Нью-Йорке

Пентагон объявил о юротказе от информации об НЛО

Пентагон упрощает правила для чиновников и военных

Правило упрощающее рассекречивание НЛО

Правительство США тремится понять природу НЛО

Правовая основа для разглашения данных об НЛО

Радиоисточник не смогли объяснить известными объектами

Ситуация с религиозными предрассудками меняется

Следы древних инопланетных цивилизаций в лунной пыли

США официально признали наличие оружия на орбите

Теорию ударных волн поставили под сомнение

Усилия США по НЛО искренние и научные

Астероид Рюгу и метеорит Ивуна - древние планетезимали

Власти не готовы к пришествию ИИ

Воды на Луне может не хватить для крупных колоний

Детекторы гравиволн могут обнаружить черные дыры

Доказали столетнее предсказание о струнах Бете

Звезды, поглотившие каменистые планеты

И тут в операционную вошел Иисус

Как можно решить две астрофизические загадки

Корпорация Microsoft пообещала не создавать сверхразум

Может ли ваше сознание покидать тело

Мозговой имплантат помог воспроизвести речь

Невидимые кольца астероида меняются

Новый путеводитель по миру НЛО

Правительство США лжёт об НЛО

Пугающее предсказание Нострадамуса вновь всплывает

Роботы не поработят американцев

Соляные расщелины - теплицы для марсианских микробов

Технологии могут уничтожить нас всех

ЦРУ опубликовало доклад о терактах 11 сентября

Юридическое разрешение на слив данных об НЛО

Вызов теории о тёмной энергии

Данные о замёрзших окраинах другой звёздной системы

Движение за раскрытие НЛО теряет обороты

Дрожжи подошли для печати домов на Марсе

Как рождаются слухи об инопланетянах

Калий, кальций, марганец и барий нашли на экзопланете

Люди веками защищали свои дома с помощью магии

Молочную ферму продают в Молебской зоне

НЛО кошмарит жителей деревни Родионово

Новый рубеж в области управления погодой

Опровергнуто одно из ключевых свойств Вселенной

Пентагон разрешил сотрудникам разглашать данные об НЛО

Ракетное топливо можно получить из воздуха Марса

Сотрудники Пентагона могут сообщать об НЛО

Сценарий действий на случай контакта с инопланетянами

Удалённые объекты Солнечной системы помнят прошлое

Формирование двойной звезды в реальном времени

Черные дыры растут вместе со Вселенной

Черные дыры, у которых есть звездный спутник

Экстраординарное событие в Пентагоне

Быстрые радиовсплески и темная материя

Глава Anthropic предложил замедлить развитие ИИ

Доказательства того, что путешествия во времени реальны

Есть ли среди нас инопланетяне

Есть ли у чёрных дыр волосы

Жители Алматы сообщили о двух необычных объектах

Загадочный НЛО завис в небе на 6 часов

ИИ ослабляет умственные способности человека

Исчезновение подповерхностных океанов на спутниках

Лазерные вооружения для современной войны

Мистический Воронеж. НЛО, Башня смерти и призраки

Мультиспектральное исследование космоса

Необычное небесное явление снял волгодонец

НЛО могут читать мысли и перемещать предметы

НЛО над Белгородской областью

Правительство США скрывает правду о Розуэлле

Сверхскопление галактик побило рекорд

Спектакль, посвященный НЛО

Три подозрительных треугольных НЛО над Бали

Черные дыры растут быстрее, чем их галактики

Бразильский архитектор построил дом в форме НЛО

Данные об НЛО из различных федеральных ведомств

День разоблачения - отличный фантастический триллер

Доегипетская тайна. Шахта Осириса под Гизой

Древняя база пришельцев в Чёрном море

Загадочные отверстия на поверхности Марса

Инопланетяне на самом деле просто демоны

Инопланетяне следят за развитием ИИ

Могут ли мигающие треугольники быть настоящими НЛО

Может ли ИИ действительно нас уничтожить

Музыкант вспоминает странную встречу с НЛО

На поверхности Марса обнаружен счастливый кратер

Новое изображение инопланетянина на Марсе

Новый Код найден в Великой пирамиде Египта

Огромный и бесшумный НЛО заметили в Иллинойсе

Пьеса, основанная на реальной истории о НЛО

Теории заговора о терактах 11 сентября

Тысячи птиц облепили церковь в Орегоне

У берегов Австралии обнаружена база пришельцев

Фестиваль НЛО посвящен годовщине похищения Хиллов

Агиоптазия - чувство, для которого нет названия

Адмирала пытались убедить, что НЛО из США

Атмосфера Бетельгейзе становится неоднородной

Глобальное потепление приближается

Два загадочных водородных облака без видимых звезд

Игнорировать свидетельства о НЛО становится сложнее

Исчезновение ученых остается без ответов

Как на Меркурии сформировались графитовая кора и ядро

Левитирующий магнит и новые горизонты темной материи

НЛО искривляют пространство и время

НЛО. От Голливуда до Вашингтона

Полярные сияния стали генератором пребиотической химии

Представили новую форму космических сил США

Прошел год с момента слушаний о секретности НЛО

Редкий пульсар испустил 114 импульсов за один час

Соль превратила Землю в замерзший мир

Удивительная пара белых карликов на 6-минутной орбите

Форма и размер частиц определяют прочность астероидов

Художник поделился своими наработками о Серых

Черная дыра может существовать внутри звезды

Были ли ядерные войны до нашей эры

Ваш телевизор может за вами шпионить

Високосные секунды заменят високосным часом

Гигантская мегалитическая структура на дне океана

Зачем НЛО прилетают на Землю

ИИ OpenAI решила математическую загадку тысячелетия

ИИ позволял одним пользователям читать почту других

ИИ с вероятностью 10% решит уничтожить человечество

Как Бог сотворил небеса

Компания LG отвергла обвинения в слежке

Крошечные формы жизни создали человека

Мы можем обнаружить суперкомпьютеры инопланетян

Наш мир - всего лишь иллюзия

НЛО могут наблюдать за ядерными объектами

Певица устала от травли из-за инопланетян

План на случай подтверждения существования НЛО

Светящаяся летающая тарелка, снята в Аргентине

Секретное оружие замечено в китайской Зоне 51

Скрывает ли правительство инопланетян

США впервые провели орбитальный бой

Жак Валле - уроки, извлечённые за всю жизнь

Загадочный гул накрыл Кейптаун

Земля исчезает за марсианским спутником Фобосом

ИИ предлагает новые физические эксперименты

Как ИИ может заставить нас работать еще усерднее

Как улучшить способность ИИ запоминать и обучаться

Наверх
Яндекс.Метрика