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 - ...
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

Белая постройка на тёмной стороне Луны

Древняя голова короля с алмазом найдена на Марсе

Замаскированный НЛО пролетел в Австралии

Зелёный диск над Массачусетсом

Квантовая физика поможет найти Землю 2.0

Луна - космический корабль инопланетян

Лунные землетрясения могут обнажить лед

Марсианская постройка обнаружена марсоходом

Методы сельского хозяйства на Луне и Марсе

НЛО над Редондо-Бич

Оцениваем вероятность наличия воды на Марсе

Проект раскрывает спектры распадающихся экзопланет

Рой шаров над Исламабадом

Самый близкий в истории пролёт мимо астероида

Солнечный ветер перемешивает атмосферу Марса

Спутники Нептуна - обломки древних миров

Сфера Дайсона недалеко от Малой Медведицы

Три наблюдения НЛО над Огайо

Удивительное поведение жидкостей при кипении

Черный диск замечен на орбите

Какие вещи можно продать после длительного использования

Верность долгу. Боевой путь Героя Советского Союза Василия Прохорова

Австралийские озера рассказали о марсианской гидрологии

Безумное поглощение материи черной дырой

Взрыв черной дыры охватил 300 000 световых лет

Вулканические экзо-Ио вокруг супер-Юпитеров

Гигантские кольца в атмосфере Венеры

Доказательства того, что у Бетельгейзе есть компаньон

Зародыши самых ранних твердых тел в Солнечной системе

Маленькие красные точки могут быть фазой черных дыр

Марсианские скафандры должны быть на 40% легче

Марсоход обнаружил поле сотовых текстур

Мертвые звезды обладают удивительным аппетитом

Может ли ИИ помочь расшифровать древние языки

На Марсе когда-то была вода

НАСА планирует построить Обсерваторию обитаемых миров

Необычное облако появилось над Павловским Посадом

Новый поворот в решении проблемы Эйнштейна

Одно из самых редких событий с черными дырами

Падающие обломки Чиксулуба превратились в огненный шторм

Риски, связанные с космическим мусором

Толстая кора Луны может усиливать неуловимые сигналы

Величайшая угроза цивилизации наступит гораздо раньше

Венера остается тектонически активной

Возможный новый класс космических взрывов

Встряхивание атомов для создания квантового хаоса

Вулканическая активность на Ио

Гриб весом в 3 кг нашли в Калининградской области

До скрытого океана Европы будет сложно добраться

Загадки БАК обьяснили тёмной материей

Загадочные постройки на Луне

Золотой остров, которого никогда не существовало

Квантовое устройство в искривлённом пространстве-времени

Ключевой инструмент для поиска землеподобных миров

Марсианские полярные сияния

Миры Солнечной системы - захватывающие и нетронутые

Некоторые из самых больших загадок Вселенной

Неразорвавшаяся инопланетная ракета на Марсе

НЛО относятся к средневековой категории 'сверхъестественного'

Образцы горных пород с обратной стороны Луны

Сны оказались сложной пересборкой реальности

ЦРУ обнаружило станцию-призрак, полную секретов

Влияние Солнца на пылевые бури Марса

Доказательство апокалиптической войны на Марсе

Доктор Фаучи и происхождение CovID-19

Заговор, связанный с 'Филадельфийским экспериментом'

Звезда, вращающаяся вокруг сверхмассивной чёрной дыры

Изучение физики плазмы черных дыр

Исследователи SETI слушали не те частоты

Как Млечный Путь когда-то изменил ориентацию

Кандидаты в носители сфер Дайсона

Обнаружение НЛО на ранчо Скинволкер

Обнаружение обитаемых экзопланет в зоне Венеры

Огненный шар над Новой Зеландией

Одни и те же первые 60 секунд похищения

Орудия труда, противоречащие хронологии

Пентагон защищал секретные программы по НЛО

Повторяющееся извержение черной дыры

Самые мрачные предсказания Атоса Саломе

Секреты Ватикана и инопланетяне

Температура огненного спутника Юпитера Ио

Экзолуна бросает вызов космическим стереотипам

Профессиональная помощь аварийных комиссаров при дорожно-транспортных происшествиях

Танцы в женских стилях с нуля. Путь к уверенности и пластике

Динозавры всё ещё могут существовать

Доклад об НЛО выставлен на аукцион

Загадочный объект, найденный на Марсе

Звезда Табби и компаньон планетарной массы

Когда конспирологические убеждения влияют на поведение

Леб сменил охоту на инопланетян на математику в гольфе

Люди делят Землю с другим разумным видом

Мужчина с мозгом, растущим снаружи головы

На Марсе обнаружена инопланетная ракета

Настоящий шок от раскрытия информации об НЛО

НЛО перехитрил самолет и истребители

Передовые технологии при строительстве пирамид

Песня Леннона, вдохновлённая наблюдением НЛО

Почему галактики перестают формировать звезды

Ранчо Скинволкер является паранормальным объектом

Родился невероятно редкий двухголовый геккон

Таинственный объект над Средиземным морем

Туманность Медуза - место взрыва двух звёзд

Что на самом деле произошло 65 млн. лет назад

Элизондо опровергает слухи о своей новой должности

Атмосфера обнаружена на каменистой планете

Биологическая история Туринской плащаницы

Бюрократ препятствовал президенту в раскрытии НЛО

Вековая загадка звезды получила объяснение

Действительно ли существует тёмная энергия

Загадочные вспышки молний в глубинах океана

Загадочный обьект нашли у звезды Табби

Мероприятие по вызову НЛО в Аризоне

Новые горизонты гравитационно-волновой астрономии

Одна идея и две космические загадки

Планеты-гиганты в качестве детекторов темной материи

Ракету инопланетян нашли на Марсе

Рассмотрели компаньона Бетельгейзе

Редкое раннее сообщение о летающей тарелке

Робокоммунизм или цифровой фашизм

Секретная история программы наследия НЛО

Телескоп Уэбба обнаружил скрытую планету

Уфологический туризм в Японии

Экологический след ИИ не исчезнет на орбите

Эпигенетические часы старения сделали точными

Что изучают на онлайн-курсах испанского языка для начинающих

Вышедший из-под контроля ИИ может парализовать страну

Глубинное государство прячет данные об НЛО

Жители Кыштыма заметили НЛО

Загадочная близлежащая каменистая экзопланета

Используют ли инопланетяне энергию вращения звёзд

Компания Anthropic уничтожает редкие книг

Красные и зеленые волны над Францией

Масштабный пожар вспыхнул недалеко от Зоны 51

Металлические волны на древнем Марсе

Можем ли мы отправить звездолет к чёрной дыре

Наиболее распространенные случаи наблюдения НЛО

Неужели мы упускаем из виду инопланетные маяки

Обнаружена самая слабая экзопланета

Первый космонавт Казахстана видел НЛО

Противоречат ли НЛО и инопланетяне вере

США тайно извлекали обломки НЛО

Умер известный уфолог Пол Эндрюс

Фото НЛО, сделанные задолго до эры ИИ

Человек, вдохновивший Спилберга на увлечение НЛО

Я побывала на самом мистическом фестивале

Астероид оказался тёмной кометой

Белый дом поручил мне изучить документы об НЛО

Близлежащие планеты малы, странны и безжизненны

Геоинженерный метод охлаждения Земли

Доктор Фил ознакомился с файлами об НЛО

Загадочный белый объект, пролетевший сквозь облака

ИИ Claude ослушался руководителя Anthropic

Имплантат для восстановления зрения

Как измерить скорость вращения чёрной дыры

Наблюдение НЛО над Гавайями

НАСА тайно удалило признаки присутствия инопланетян

Обнаружена химия из инопланетного мира

Основы загадочных сил Эйнштейна

Правда ли, что США публикуют материалы об НЛО

Распад астероида объясняет бомбардировку Земли

Свидетельства древних столкновений на Марсе

Сейсмологи не смогли объяснить природу марсотрясений

Скрытые индивидуальные особенности вирусов

Управление инвалидной коляской силой мысли

Усилия Трампа по изучению НЛО

Артефакт может быть египетским летательным аппаратом

Биохакер создал своего клона-младенца

Вращение спутника Плутона и Харона замедляется

Документы Пентагона о сокрытии информации об НЛО

Дональд Трамп шокирует инопланетянами

Загадочное исчезновение звезды Тета Эридана

Инопланетная антигравитационная двигательная установка

Инцидент с НЛО в Стивенвилле в 2008 году

История, в которой мало науки и много вымысла

Как последовательности ДНК связываются друг с другом

Призыв астронома к финансированию исследований НЛО

Пространство-время подтверждает теорию Эйнштейна

Сверхмассивные черные дыры питаются сами собой

Свет может создавать трение без физического контакта

Случаи появления НЛО вдоль границы Техаса и Мексики

Стоимость доставки грузов в космос может снизиться

Таинственный гул получил научное объяснение

У Лох-Несского чудовища появились детеныши

У США есть более важные доказательства об НЛО

Уфологи оценивают влияние рассекречивания

Как выбрать ноутбук в Донецке. Экран, память и производительность

Наверх
Яндекс.Метрика