Новый кандидат на роль темной материи
Темная материя остается одной из самых больших загадок фундаментальной физики. Многие теоретические разработки (аксионы, WIMP) и 40-летние обширные экспериментальные исследования не смогли дать никакого объяснения природе темной материи. Несколько лет назад в теории, объединяющей физику элементарных частиц и гравитацию, были предложены новые, радикально отличающиеся кандидаты в темную материю: гравитино со сверхтяжелым зарядом.
Теперь в статье, опубликованной в журнале Physical Review Research учеными из Варшавского университета и Института гравитационной физики Макса Планка, показано, что новые подземные детекторы, в частности, детектор JUNO, который вскоре начнет получать данные, хотя и предназначены для физики нейтрино, также чрезвычайно хорошо подходят для обнаружения заряженных гравитино темной материи.
Моделирование, объединяющее две области - физику элементарных частиц и продвинутую квантовую химию, показывает, что сигнал гравитино в детекторе должен быть уникальным и однозначным.
В 1981 году Мюррей Гелл-Манн, лауреат Нобелевской премии за введение кварков в качестве фундаментальных составляющих материи, обратил внимание на интригующий факт, что частицы стандартной модели, кварки и лептоны, содержатся в теории, сформулированной чисто математически двумя годами ранее, "супергравитации N =8", отличающейся своей максимальная симметрия. N=8 сверхгравитация содержит частицы вещества стандартной модели со спином 1/2, но также содержит гравитационную составляющую: гравитон (со спином 2) и 8 гравитино со спином 3/2.
Если стандартная модель действительно связана со сверхгравитацией N=8, то это соотношение может указывать на способ решения самой сложной проблемы фундаментальной теоретической физики — объединения гравитации с физикой элементарных частиц. N=8 супергравитация в секторе со спином 1/2 содержит ровно 6 кварков (u, d, c, s, t,b) и 6 лептонов (электрон, мюон, тауон и нейтрино) и запрещает присутствие любых других частиц материи.
После 40 лет интенсивных исследований на ускорителях, которые не привели к открытию каких-либо новых частиц вещества, содержание вещества в условиях супергравитации N = 8 не только согласуется с нашими знаниями, но и остается единственным известным теоретическим объяснением количества кварков и лептонов в стандартной модели.
Однако прямая связь супергравитации N=8 со стандартной моделью имеет ряд недостатков, главный из которых заключается в том, что электрические заряды кварков и лептонов были сдвинуты на ±1/6 относительно известных значений; например, электрон имел заряд -5/6 вместо -1.
Несколько лет назад Кшиштоф Мейснер с физического факультета Варшавского университета, Польша, и Герман Николаи из Института гравитационной физики Макса Планка (Институт Альберта Эйнштейна/AEI), Потсдам, Германия, вернулись к идее Гелл-Манна, и им удалось выйти за рамки супергравитации N=8 и модифицировать первоначальное предложение, получая правильные электрические заряды частиц вещества стандартной модели.
Модификация имеет далеко идущие последствия, указывая на бесконечную симметрию K (E10), которая малоизвестна математически и заменяет обычные симметрии стандартной модели.
Одним из неожиданных результатов модификации, описанных в статьях в журналах Physical Review Letters и Physical Review, является тот факт, что гравитино, предположительно имеющие чрезвычайно большую массу, близкую к планковскому масштабу, то есть миллиард миллиардов масс протонов, электрически заряжены: шесть из них имеют заряд ±1/3, а два из них ±2/3.
Гравитино, несмотря на свою огромную массу, не могут распадаться, поскольку нет частиц, на которые они могли бы распадаться. Поэтому Мейсснер и Николаи предположили, что два гравитино с зарядом ±2/3 (остальные шесть имеют гораздо меньшую плотность) могут быть частицами темной материи совершенно иного типа, чем все, что предлагалось до сих пор.
А именно, широко рекламируемые обычные кандидаты, либо чрезвычайно легкие, как аксионы, либо с промежуточной (протоновой) массой, как ВИМПы (слабо взаимодействующие массивные частицы), были электрически нейтральны, что соответствовало названию "темная материя". Однако после более чем 40 лет интенсивных поисков с использованием множества различных методов и устройств никаких новых частиц, выходящих за рамки стандартной модели, обнаружено не было.
Однако гравитино представляют собой новую альтернативу. Несмотря на то, что они электрически заряжены, они могут быть кандидатами в темную материю, поскольку, будучи такими массивными, они чрезвычайно редки и, следовательно, с точки зрения наблюдений, "не светятся в небе" и избегают очень жестких ограничений на заряд составляющих темной материи.
Более того, электрический заряд гравитино предполагает совершенно иной способ доказательства их существования.
В оригинальной статье Мейснера и Николая, опубликованной в 2024 году в European Physical Journal C, отмечалось, что детекторы нейтрино, основанные на сцинтилляторах, отличных от воды, могут быть пригодны для обнаружения гравитино темной материи.
Однако поиск чрезвычайно затруднен из-за их крайней редкости (предположительно, только одно гравитино на 10 000 км3 в Солнечной системе), из-за чего нет никаких перспектив обнаружения с помощью доступных в настоящее время детекторов. Однако уже созданы или планируются новые подземные детекторы на гигантском масле или жидком аргоне, и в настоящее время открываются реальные возможности для поиска этих частиц.
Среди всех детекторов для такого поиска, по-видимому, предназначена строящаяся в настоящее время китайская подземная нейтринная обсерватория Цзянмэнь (JUNO). Он направлен на определение свойств нейтрино (на самом деле антинейтрино), но поскольку нейтрино чрезвычайно слабо взаимодействуют с веществом, детекторы должны иметь очень большие объемы.
В случае с детектором JUNO это означает 20 000 тонн органической, синтетической жидкости, похожей на масло, обычно используемой в химической промышленности, со специальными добавками, в сферическом сосуде диаметром около 40 метров с более чем 17 тысячами фотоумножителей вокруг сферы. Планируется, что JUNO начнет измерения во второй половине 2025 года.
В статье, опубликованной в журнале Physical Review Research, Мейснер и Николай совместно с сотрудниками Адрианной Крук и Михалом Лесюком с химического факультета Варшавского университета, представляют подробный анализ специфических сигнатур, которые события, вызванные гравитино, могут вызвать в JUNO и в будущих детекторах на жидком аргоне, таких как Deep Underground Neutrino Experiment. (ДЮНА) в Соединенных Штатах.
В статье описываются не только теоретические основы как физики, так и химии, но и очень подробное моделирование возможных сигнатур в зависимости от скорости и траектории гравитино, проходящего через резервуар с нефтью. Это потребовало углубленных знаний в области квантовой химии и интенсивных вычислений, занимающих много времени центрального процессора.
При моделировании необходимо было учитывать множество возможных факторов — распад радиоактивного 14С, присутствующего в масле, скорость темнового счета и эффективность фотоумножителей, поглощение фотонов маслом и т.д.
Моделирование показывает, что при наличии соответствующего программного обеспечения прохождение гравитино через детектор оставляет уникальный сигнал, который невозможно ошибочно отождествить с прохождением какой-либо из известных в настоящее время частиц.
Этот анализ устанавливает новые стандарты с точки зрения междисциплинарности, объединяя две различные области исследований: теоретическую и экспериментальную физику элементарных частиц, с одной стороны, и очень передовые методы современной квантовой химии - с другой.
Обнаружение сверхтяжелых гравитино стало бы важным шагом вперед в поисках единой теории гравитации и частиц. Поскольку, по прогнозам, массы гравитино будут порядка планковской, их обнаружение стало бы первым прямым свидетельством физики, близкой к планковскому масштабу, и, таким образом, могло бы предоставить ценные экспериментальные доказательства объединения всех сил природы.
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