Предложен новый кандидат на звание темной материи

Два физика-теоретика из Калифорнийского университета в Дэвисе предложили нового кандидата на звание темной материи и придумали способ ее обнаружения. Об этом ученые рассказали на конференции Planck 2019 в Гранаде. Препринт статьи доступен на ArXiv.org.

Считается, что темная материя составляет чуть более четверти массы Вселенной, а большая часть оставшихся трех четвертей — таинственная темная энергия. Ее нельзя увидеть непосредственно, но присутствие темной материи можно обнаружить, потому что ее гравитация определяет форму далеких галактик и других объектов.

Многие физики считают, что темная материя состоит из частиц, которые еще предстоит открыть. В течение некоторого времени главным кандидатом считалась слабо взаимодействующая массивная частица или вимп. Но, несмотря на годы усилий, вимпы до сих пор не появились в экспериментах, направленных на их обнаружение.

«Мы до сих пор не знаем, что такое темная материя. Основным кандидатом долгое время был вимп, но, похоже, это почти полностью исключено», — заявил один из соавторов статьи Джон Тернинг.

Альтернативой слабой модели темной материи является форма «темного электромагнетизма», включающая «темные фотоны» и другие частицы. Темные фотоны будут иметь слабую связь с «обычными» фотонами. В своей новой статье Тернинг и другой сотрудник Калифорнийского университета в Дэвисе Кристофер Верхарен усовершенствовали эту идею, добавили в модель темный магнитный монополь, который будет взаимодействовать с темным фотоном.

В макроскопическом мире магниты всегда имеют два полюса, северный и южный. Монополь — это частица, которая действует как один конец магнита. Монополи предсказаны квантовой теорией, но никогда не наблюдались экспериментально. Вероятно, темные монополи взаимодействуют с темными фотонами и темными электронами так же, как электроны и фотоны взаимодействуют с монополями.

Новая теория предполагает новый способ «поимки» темной материи. Ученые утверждают, что обнаружить темный монополь можно по тому, как он сдвигает фазу электронов по мере их прохождения. Это возможно благодаря эффекту Ааронова-Бома, который говорит о том, что электрон, проходящий вокруг магнитного поля, находится под его влиянием, даже если он не проходит через само поле.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.