Физики из Университета Шеффилда и Университета Индианы предлагают новую теорию, связывающую темную материю со скрытым пятым измерением, предполагая, что ее неуловимая природа может быть объяснена геометрией этого дополнительного измерения. Исследование, опубликованное в Physical Review D, показывает, что темная материя может сосуществовать с теоретической частицей, известной как темный фотон, в этом скрытом измерении.
Эта модель вводит концепцию «резонанса темной материи», который возникает, когда масса частиц темной материи выравнивается точно так, как это диктуется формой пятого измерения. Это явление выравнивания можно сравнить с музыкальным инструментом, вибрирующим на правильной частоте. В отличие от предыдущих моделей, которые требовали точной настройки масс частиц, команда Шеффилда утверждает, что их теория не требует таких корректировок, поскольку резонанс естественным образом возникает из математической структуры дополнительного измерения.
Исследователи объясняют, что этот резонанс может усиливать взаимодействия темной материи в определенные эпохи космической истории, особенно в ранней Вселенной, при этом учитывая ее нынешнее почти инертное состояние. Доктор Ю-Дай Цай, руководивший исследованием, заявил: «Многие предыдущие модели резонансной темной материи рассматривали резонанс как предположение. Эта работа дает возможное более глубокое происхождение этого явления: резонанс может исходить непосредственно из геометрии скрытых измерений».
Эта теоретическая основа объединяет две важные проблемы фундаментальной физики: природу темной материи и возможное существование дополнительных пространственных измерений. В результате теория предоставляет физикам новые экспериментальные предсказания, которые могут помочь в будущих исследованиях. «Наше исследование дает физикам новые цели в поисках темной материи, а также объединяет две величайшие идеи фундаментальной физики», — добавил Цай.
Статья основана на более ранних исследованиях, касающихся структур массового резонанса в межпространственных моделях, и впервые она была опубликована в качестве препринта в начале 2025 года. Университет Шеффилда зарекомендовал себя как ключевой игрок в исследованиях темной материи, ранее публиковав в журнале Nature Astronomy информацию о взаимодействии темной материи и нейтрино.
<час />
