Найбільша загадка Всесвіту: вчені пов'язали темну матерію з п'ятим виміром
Вчені запропонували нове пояснення однієї з найбільших загадок Всесвіту - природи темної матерії. Дослідження, припускає, що її частинки можуть бути приховані у п'ятому вимірі.
Про це пише РБК-Україна з посиланням на роботу науковців, опубліковану у Physical Review D.
Сила резонансу і "ручні" дослідження
Раніше вчені вже намагалися пояснити природу темної матерії за допомогою теорії додаткових вимірів або ідеї так званого "темного резонансу" - явища, схожого на потужну вібрацію музичного інструмента, коли він потрапляє у потрібну ноту.
Проте всі попередні математичні моделі мали серйозну проблему. Щоби теорія працювала, науковцям доводилося штучно, буквально вручну, підганяти маси частинок до неймовірної точності. Без цього штучного балансу формули просто розсипалися.
Нова модель британських дослідників Тхегю Лі та Ю-Дая Цая повністю вирішує цю проблему:
- Вчені помістили темну матерію у прихований додатковий вимір разом із гіпотетичною частинкою-носієм сили - темним фотоном.
- Математична форма та геометрія самого цього виміру природним чином, без стороннього втручання, вирівнюють маси обох частинок.
- Це вирівнювання запускає ефект резонансу, роблячи взаємодію частинок гармонійною та стабільною.
Чому темна матерія була активною в минулому, а зараз "мовчить"?
Однією з найбільших загадок космології є те, чому темна матерія, яка мала активно взаємодіяти з іншими частинками на етапі зародження Всесвіту, сьогодні поводиться абсолютно пасивно і не реагує на прилади.
Геометрія п'ятого виміру дає логічну відповідь на це питання.
Завдяки природному резонансу взаємодія між частинками темної матерії була надзвичайно сильною у критичні епохи раннього Всесвіту (наприклад, під час Великого вибуху).
Проте в міру розширення та охолодження космосу умови змінилися, резонанс згас, і сьогодні ця матерія здається повністю інертною.
"Це дослідження дає фізикам чіткі нові орієнтири для пошуку, об'єднуючи дві фундаментальні ідеї: загадку темної матерії та існування прихованих вимірів Всесвіту", - пояснює співавтор роботи доктор Ю-Дай Цай.
Користь для технологій на Землі
Хоча пошук п'ятого виміру та темної матерії здається виключно теоретичною справою, розробка обладнання для таких експериментів уже сьогодні приносить практичну користь людству.
Для фіксації надслабких космічних сигналів інженери створюють надчутливі квантові датчики, кріогенні системи екстремального охолодження та електроніку з мінімальним рівнем шумів.
Усі ці розробки згодом знаходять застосування у високоточній медичній діагностиці, квантових комп'ютерах і системах глобального зв'язку нового покоління.