|
Пятое измерение настраивает резонанс темной материи
|
|
|
|
Загадочное вещество, связывающее галактики, может естественным образом «настраиваться» на скрытое пятое измерение, согласно новой теории Шеффилдского университета, призванной пролить свет на одну из самых больших загадок науки: темную материю.
|
|
|
|
Темная материя десятилетиями исследовалась учеными и писателями-фантастами, вдохновляя на создание всего, от разрушительных для планет вихрей в «Звездном пути» до «пыли», поддерживающей мультивселенную в фэнтезийной трилогии Филипа Пулмана «Его темные материалы».
|
|
|
|
Тем не менее, она остается одной из величайших нерешенных проблем в физике. Хотя ученые уверены в ее существовании благодаря ее огромному гравитационному эффекту — действующему как невидимый «космический клей», удерживающий галактики вместе, — она никогда не наблюдалась, и ее истинная природа остается загадкой.
|
|
|
|
Хотя возможность существования темной материи в дополнительном, скрытом измерении широко исследовалась в последние годы, ученые Шеффилдского университета теперь продвинули эту концепцию на шаг дальше. Новое исследование, опубликованное в журнале Physical Review D, предлагает концепцию, объясняющую поведение темной материи и почему ее так трудно обнаружить.
|
|
|
|
|
|
|
В исследовании предполагается, что темная материя находится в скрытом дополнительном измерении вместе с частицей-переносчиком силы, известной как темный фотон. Согласно теории, специфическая геометрия и форма этого дополнительного измерения приводят к тому, что массы этих частиц выстраиваются в точно определенном порядке.
|
|
|
|
Это выравнивание создает явление, известное как резонанс темной материи, которое отдаленно напоминает то, как музыкальный инструмент интенсивно вибрирует, когда он попадает точно в нужную ноту.
|
|
|
|
Доктор Ю-Дай Цай, старший научный сотрудник Королевского общества имени Дороти Ходжкин в Шеффилдском университете, сказал: «Резонанс темной материи уже известен как мощная идея, способная изменить наше понимание того, как темная материя образовалась в ранней Вселенной и как мы ищем ее сегодня.
|
|
|
|
Однако многие предыдущие модели резонансной темной материи рассматривали резонанс как предположение». Эта работа предлагает возможное более глубокое объяснение: резонанс может возникать непосредственно из геометрии скрытых измерений.
|
|
|
|
«Этот резонанс может значительно усиливать взаимодействия темной материи в ключевые эпохи космической истории, например, в ранней Вселенной. Что особенно важно, модель допускает эти сильные взаимодействия в прошлом, одновременно объясняя, почему темная материя кажется такой инертной и труднообнаружимой сегодня».
|
|
|
|
Хотя резонансная темная материя и дополнительные измерения изучались независимо друг от друга в прошлом, предыдущие модели требовали тщательной настройки масс частиц или «ручной настройки» для обеспечения работы физики.
|
|
|
|
Исследование в Шеффилде предполагает, что эта идеальная настройка не случайна, а возникает естественным образом из математической структуры самого скрытого измерения.
|
|
|
|
«Понимание темной материи стало бы огромным шагом вперед в знаниях человечества о космосе и о том, из чего он состоит», — добавил Цай.
|
|
|
|
«Наши исследования предоставляют физикам новые четкие цели в поисках темной материи, одновременно связывая две важнейшие идеи фундаментальной физики: загадку темной материи и существование скрытых измерений».
|
|
|
|
Помимо расширения нашего понимания космоса, поиск темной материи косвенно стимулирует практические технологические достижения. Сверхчувствительные детекторы, криогеника, малошумящая электроника и технологии квантовых измерений, разработанные для поиска темной материи, могут способствовать прорывам в медицине, вычислительной технике и глобальных коммуникациях.
|
|
|
|
Источник
|
