Вважається, що слабо взаємодіючі масивні частинки (WIMP) переважають над темною речовиною, і для їх виявлення вживаються величезні зусилля. Тому WIMP, як відомо, важко виявити, якщо вони існують, то є.
Однак деякі фізики не настільки впевнені, що WIMP є ключовими для полювання на темну речовину. У новому дослідженні два американські дослідники відновили дискусію про темну матерію, припустивши, що основна частина її може складатися з важчі, сильно взаємодіючі частинкиабо, можливо, менше, навіть більше часто взаємодіючі частинки, ніж теорія WIMP. Фізики також говорять про те, що Всесвіт буде ще цікавішим місцем, де панує темна матерія, що не має WIMP ...
“Про темну матерію ми мало знаємо, оскільки не можемо її безпосередньо виміряти", - сказав Джонатан Фен, фізик Каліфорнійського університету, Ірвайн. "Але є теорії та моделі. WIMP привабливі тим, що вони трапляються у багатьох популярних теоріях нових частинок та взаємодій. Але що робити, якщо крім WIMP є інші добре мотивовані можливості для темної речовини?”
Фен разом із співавтором Джейсоном Кумаром опублікував документ у Листи з фізичного огляду називається "Частинки темної матерії без слабких мас або слабких взаємодій", І результати поставили під сумнів справедливість зосередження уваги на WIMP, як на головній складовій темної матерії, яка, як вважається, становить більшість мас у нашому Всесвіті. Проблема з темною речовиною, як зазначає Фен, полягає в тому, що ми не можемо вимірювати (спостерігати) її безпосередньо, і тому у нас є мало поняття, що це таке. Ми знаємо, що це там, рух галактик і галактичних скупчень вказують на гравітаційний вплив щось крім того, що ми можемо бачити (тобто, світиться речовина), але темна матерія не взаємодіє за допомогою електромагнітної сили, що робить її особливо важкою сутністю для вивчення.
Є вагомі теоретичні причини вважати, що ВІМП знаходиться в центрі досліджень темної матерії, але Фен і Кумар склали моделі, які пропонують інші слабко та сильно взаємодіючі частинки можуть пояснити деякі явища, які ми спостерігаємо.
“WIMP - це дуже специфічний приклад темної речовини, але існує більш широкий клас частинок", - додав Фен. "Ми з'ясували, що деякі з моделей також передбачили потрібну кількість темної речовини для Всесвіту, але з темною речовиною, яка значно сильніше або слабко взаємоділа, ніж WIMP. Нам цікаво, чи справді гарантовано майже ексклюзивну увагу для WIMP.”
Дійсно, велика увага приділяється теорії WIMP, що робити, якщо дослідники темної матерії замикаються однією теорією на шкоду більш тонкому поясненню? Одним із ключових моментів є те, що є вагомі докази, які підтримують кандидатів із темної речовини масою близько 1 ГВ. Цей висновок походить від проекту DAMA (Dark Matter) в Національній лабораторії Гран Сассо, Італія, який досліджує сигнал від можливих взаємодій темної речовини в галактичному ореолі. WIMPS набагато більше, маса 100 GeV. Чи міг цей сигнал податись від далеко більш легкого слабо взаємодіючого кандидата з темною речовиною?
Також є пропозиції інших досліджень, що сильно взаємодіючі частинки весь час анігілюють, генеруючи фотони високої енергії, які можна спостерігати, пронизуючи весь Всесвіт. Хоча це теорія, Фен оптимістично налаштований на енергетичні експерименти з фотонами.
Однак повторний аналіз домінування WIMP над темною речовиною створює цікаві сценарії Всесвіту. Розглядаючи менш темну речовину, що не має WIMP, починають формуватися досить екзотичні пояснення.
“Існують теорії про те, що за нами є тіньовий світ. Це дзеркальний світ, подібний до нашого, але не взаємодіє з нашим,- сказав Фенг. "З темною речовиною WIMP ця можливість віддалена.”
“Темна матерія, що не має WIMP, вимагає нових сил, про які ми не дуже багато знаємо. Якщо ви могли б мати докази такого типу темної матерії, це може бути натяком на те, що цей тіньовий світ існує.”
А тіньовий світ може здатися трохи ексцентричним, але він також побудований з життєздатних теорій так само, як і загальноприйнята теорія WIMP. Це нове дослідження, безумовно, нагадує, що темна речовина - це невідома кількість, і дослідники повинні бути відкритими для інших частинок і не лише WIMPS…
Публікація: Листи з фізичного огляду
Джерело: Physorg.com
