Новости науки: Ученым "не дает покоя" Темная материя: они лезут в "дебри" суперструн и "скрытых секторов".

Ноя 13, 2016 Леонид Гляделов

В настоящее время одним из вероятных кандидатов на роль частицы темной материи - является слабо взаимодействующая массивная частица, или ВИМП(WIMP), хотя до сих пор эта гипотетическая частица не обнаружена непосредственно.

В новом исследовании, физики предположили, что темная материя - это не ВИМПы, и даже не любая частица, которая до сих пор известна или теоретически существует.

Вместо этого, физики утверждают, что темная материя состоит из частиц одного из многих "скрытых" секторов, которые, как полагают, существуют вне "видимого сектора", который охватывает весь наш видимый мир. Команда исследователей, Бобби Ачарья, Себастьян Эллис, Гордон Кейн, Брент Нельсон, и Малькольм Перри, из учреждений в Великобритании, Италии и США, опубликовали свое исследование в недавнем выпуске журнала Physical Review Letters.

Скрытые сектора так назвали потому, что частицы в этих секторах не чувствуют сильные и электрослабые силы - в отличии от видимой Вселенной, что значительно снижает их взаимодействие с видимым сектором. Таким образом, частицы их скрытого сектора могут быть вокруг нас, мы просто в данный момент не имеем возможности обнаружить их.

В то время, как такая идея может показаться надуманной, скрытые секторы и порталы уже давно являются компонентами теории струн и М-теории - это две теории, которые пытаются объяснить физику элементарных частиц на самом фундаментальном уровне.

Так как существует примерно 100 скрытых секторов, как полагают, и только один видимый сектор, ученые утверждают, в новом исследовании, что какой-то скрытый сектор, вероятно, содержит частицу, даже легче, чем ВИМПы.

Ученые показали, что WIMP теоретически может распадаться на одну или более легкие частицы в скрытом секторе, которые в свою очередь распадаются на еще более легкие частицы. Таким образом, самая легкая суперсимметричная частица в видимом секторе не будет достаточно стабильной, чтобы быть частицой темной материи.

"Наибольшее значение в нашей работе - это то, что она заставляет теоретиков переосмыслить парадигму, что имено называеть WIMPом темной материи" , сказал Эллис, физик из Университета штата Мичиган. "WIMPs были самыми популярными кандидатами на то, что представляет собой темную материю в течение более 30 лет. Слабак частица немного напоминает Хиггса или Z-бозонов, которые являются электрически нейтральными, тяжелые частицы, которые участвуют в слабых ядерных взаимодействий, но в отличие от Хиггс или Z-бозон, WIMP темная материя будет стабильным на космологических масштабах. WIMP темной материи наиболее часто обсуждается в контексте суперсимметрии (SUSY).

Если темная материя действительно находится в скрытом секторе, можно было бы объяснить, почему WIMPы так трудно обнаружить в коллайдерах частиц. Для того чтобы обнаружить ВИМП, ученым придется изменить свой поиск.

"Мы в настоящее время завершаем научную работу, где мы рассмотрим типичные струнно-/М-теории построения скрытом секторе, которые могли бы дать хороших кандидатов для частиц темной материи," сказал Эллис. "Самое главное, что мы считаем, что есть такие кандидаты. Типичной подписью таких конструкций является то, что, когда частицы SUSY производятся в коллайдере, вимп будет затухать быстро в скрытом секторе, с выделением других видимых частиц."