Дополнительные измерения могут объяснить, как взаимодействуют частицы темной материи
Ученые предложили ввести в существующие физические модели дополнительные измерения пространства-времени. Это поможет описать «темные силы», действующие между частицами темной материи
Физики использовали телескопы, гигантские подземные установки и мощные коллайдеры, чтобы узнать больше о темной материи. За последние 30 лет ученые не получили никаких достоверных результатов, позволяющих определить, что из себя представляет темная материя. Эти неудачи толкают ученых на разработку новых теорий о том, чем может быть эта субстанция, гравитационное влияния которой мы так отчетливо наблюдаем.
Новое исследование предполагает существование дополнительного измерения в пространстве-времени. Согласно этой теории, некоторые частицы темной материи ведут себя не как частицы. То есть, свойства этих частиц теряются после взаимодействия с чем-то еще более неуловимым и невидимым для современных приборов. По словам ученых, если две частицы темной материи притягиваются или отталкиваются друг от друга, то между ними действуют темные силы.
Физики объясняют, что темные силы математически описываются теорией с дополнительными измерениями и проявляются в виде континуума частиц. Введение такой концепции позволяет объяснить явления, наблюдаемые в небольших галактиках, которые не описываются современными теориями. Несмотря на то, что идея добавления новых измерений может звучать экзотически, на самом деле они являются математическим трюком для описания «конформных теорий поля» .
Эти типы теорий имеют сильную математическую основу, но не включают в себя обычные частицы и поэтому, как правило, не считаются релевантными для описания природных явлений. Математическая эквивалентность между этими сложными трехмерными теориями и более «приземленной» теорией с дополнительными измерениями известна как голографический принцип.
Поскольку на обычную материю не влияет темная сила, физики обратились к идее самовзаимодействующей темной материи. Идея гласит, что даже в отсутствие каких-либо взаимодействий с барионной материей эффекты этих темных сил могут косвенно наблюдаться в карликовых сфероидальных галактиках. Авторы новой работы обнаружили, что модель, основанная на их математическом аппарате, способна воспроизводить наблюдаемые движения звезд. Однако, столь экзотической идее существования дополнительных измерений предстоит пройти еще множество проверок, чтобы она могла тягаться с современными теориями.
Статья об открытии опубликована в Journal of High Energy Physics.
