Новости
Найден «тяжеловесный» кандидат на роль тёмной материи

Физики Института гравитационной физики Общества Макса Планка и Варшавского университета предложили нового кандидата на роль тёмной материи.

Ранее авторы нового исследования излагали гипотезу, которая пытается объяснить, почему только уже известные элементарные частицы являются основными строительными блоками материи в природе и почему не следует ожидать появления новых частиц. Теперь учёные постулируют существование сверхмассивных гравитино, которые могут быть новыми и необычными кандидатами на роль тёмной материи. Предполагается, что тёмная материя состоит из элементарной частицы, которая взаимодействует с обычной материей исключительно посредством гравитации. Именно поэтому её до сих пор не удалось обнаружить. Сверхмассивные гравитино, в отличие от обычных кандидатов и ранее рассмотренных лёгких гравитино, также сильно взаимодействуют с обычным веществом. Их большая масса означает, что эти частицы могут существовать во Вселенной только в очень разбавленной форме. В противном случае они бы «переполнили» Вселенную и тем самым привели бы к её краху. По словам физиков, для объяснения содержания тёмной материи во Вселенной и в нашей галактике достаточно было бы одной частицы гравитино на 10000 кубических километров.

Стабильность сверхмассивных гравитино зависит от их необычных квантовых зарядов. В частности, в стандартной модели нет конечных состояний с соответствующими зарядами, на которые могли бы распасться гравитино, иначе они бы исчезли вскоре после Большого взрыва. Их сильное и электромагнитное взаимодействие с материей может облегчить отслеживание частиц тёмной материи, несмотря на их редкость. Можно искать гравитино с помощью специальных измерений времени пролёта, поскольку эти частицы движутся намного медленнее скорости света, в отличие от обычных элементарных частиц. Сверхмассивные гравитино должны без труда проникать в Землю из-за своей большой массы. Поэтому исследователи могут использовать нашу планету в качестве детектора частиц. За все 4,5 миллиарда лет существования Земли частицы должны были оставить длинные прямые следы ионизации в породах, но их может быть нелегко отличить от следов уже известных частиц. Однако известно, что ионизирующее излучение вызывает дефекты решетки в кристаллических структурах. Исследователи надеются обнаружить остатки таких ионизационных следов в кристаллах, которые остаются стабильными в течение миллионов лет.

Фото: NASA/CXC/M. Weiss

22.08.2019 15:15:26