Возможно, ученые создали новую модель темной материи — загадочного вещества, которое составляет около 80 % нашей Вселенной. Это открытие может пролить свет на природу темной материи и указать направление для будущих исследований.
Темная материя невидимка
«Темная материя до сих пор не была обнаружена в лабораторных условиях, — заявил один из исследователей, Михаил Медведев, в пресс-релизе. — Темная материя — это некая неизвестная материя, скорее всего, новая элементарная частица или частицы, выходящие за рамки Стандартной модели. Она никогда не наблюдалась напрямую, но проявляет себя через гравитацию, которую она создает во Вселенной. По всему миру проводится множество экспериментов, направленных на ее непосредственное обнаружение».
Новая модель темной материи получила название «многокомпонентная темная материя со смешанными ароматами». Теория основана на поведении элементарных частиц, которые были обнаружены или существование которых было предсказано. Согласно общепринятой на сегодняшний день Стандартной модели физики элементарных частиц, элементарные частицы являются строительными блоками атома. Свойства кварков и лептонов, которые являются элементарными частицами, могут меняться, поскольку они способны соединяться друг с другом в процессе, называемом смешением ароматов.
Также существует теория о том, что кандидаты в темную материю могут быть смешанными частицами, такими как нейтралино, аксион и стерильные нейтрино. Ранее ученые обнаружили, что смешанные частицы могут «квантово испаряться» из гравитационного колодца при столкновении с другой частицей. Поэтому исследователи включили физический процесс квантового испарения в «космологический численный код» и провели моделирование.
Эксперименты с темной материей
Темная материя может взаимодействовать с обычной материей крайне слабо, поэтому ее до сих пор не удалось обнаружить в ходе многочисленных экспериментов по прямому обнаружению темной материи, которые проводятся по всему миру. Поэтому физики разработали рабочую модель полностью невзаимодействующей холодной темной материи с космологической постоянной, которую они назвали «моделью Лямбда-CDM». Однако эта модель не всегда согласуется с данными наблюдений. Однако новая модель, предложенная в этом исследовании, решает некоторые проблемы старой модели.
«Наши результаты показали, что двухкомпонентная модель темной материи с ароматическими смесями одновременно решает все наиболее острые проблемы лямбда-CDM», — сказал Медведев.