Новая работа ученых предполагает, что если частицы темной материи будут слишком тяжелыми, они могут разрушить базовую модель Вселенной, которую мы используем сегодня.
Темная материя — загадочный компонент Вселенной, который, по мнению ученых, составляет большую часть ее массы. Она невидима и фактически не взаимодействует с обычной материей, но ее гравитационное влияние объясняет многие аномалии: от чрезмерно быстрого вращения звезд внутри галактик до ускоренного роста крупных космических структур.
Однако исследователи до сих пор пытаются определить свойства этого гипотетического вещества. Большинство экспериментов по его поиску были сосредоточены на частицах с массой от 10 до 1000 гигаэлектронвольт (ГэВ), что соответствует массам известных тяжелых частиц, таких как W-бозон или топ-кварк. Однако отсутствие результатов заставляет ученых задуматься: а что, если темная материя окажется легче или тяжелее, чем ожидалось?
Согласно новой статье, опубликованной в базе данных Слишком тяжелая темная материя может вызвать серьезные проблемы. В ранней Вселенной, когда она была горячей и плотной, взаимодействия между темной материей и обычной материей происходили чаще. По мере того как Вселенная охлаждалась и расширялась, эти взаимодействия замедлялись, пока темная материя не стала замороженной и почти невидимой.
Многие модели предполагают, что темная материя взаимодействует с частицами через бозон Хиггса — элементарную частицу, которая связывает большинство других частиц и определяет их массу.
Обратите внимание: Началась интенсивная работа по строительству Лунного космического порта.
Однако если масса частицы темной материи превышает несколько тысяч ГэВ, ее воздействие на бозон Хиггса становится слишком большим. Это разрушает его наблюдаемую массу и, следовательно, всю систему взаимодействий частиц, предусмотренную Стандартной моделью физики.Существуют альтернативные гипотезы, которые пытаются обойти эти ограничения. Например, темная материя может вообще не взаимодействовать с обычной материей или же взаимодействовать посредством неизвестного механизма, не имеющего ничего общего с бозоном Хиггса. Однако такие сценарии требуют сложных модификаций и дополнительных исследований.
Если гипотеза о том, что тяжелая темная материя не существует, подтвердится, это изменит направление научных исследований. Ученые все чаще обращают внимание на так называемые аксионы — сверхлегкие частицы, которые также могут быть кандидатами на роль темной материи.
Будущее исследований темной материи может включать переосмысление экспериментальных методов, направленных на поиск легких частиц, а не большого количества кандидатов. Это открывает новую страницу в изучении одной из величайших загадок современной физики.
Все последние новости астрофизики читайте на New-Science.ruБольше интересных статей здесь: Новости науки и техники.