Výskum naznačuje, že fundamentálne častice môžu generovať temnú hmotu z iného rozmeru.
Vedci veria, že môžu vysvetliť temnú hmotu vďaka častici, ktorá sa spája s piatym rozmerom.
Takzvaný „zakrivený dodatočný rozmer“ (Warped Extra Dimension alebo WED) je kľúčovým prvkom populárneho modelu teoretickej fyziky, ktorý bol predstavený v roku 1999. Táto nová štúdia, uverejnená v The European Physical Journal C, je však prvou, v ktorej sa táto teória dôsledne používa na pokus o vyriešenie dlhoročnej záhady temnej hmoty v oblasti fyziky elementárnych častíc.
Naše chápanie fyzického vesmíru je založené na myšlienke temnej hmoty, ktorá tvorí prevažnú časť hmoty existujúcej vo vesmíre. Tmavá hmota funguje ako akýsi „žolík“, ktorý pomáha vedcom vysvetliť, ako funguje gravitácia, pretože bez tohto „faktora X“ by sa mnohé vesmírne štruktúry rozpadli. Tmavá hmota však neinteraguje s viditeľnými časticami, čo naznačuje, že má špeciálne, zatiaľ neznáme vlastnosti.
„V štandardnom modeli fyziky stále zostávajú nezodpovedané otázky,“ vysvetľujú vedci zo Španielska a Nemecka vo svojej štúdii. „Jedným z najvýznamnejších príkladov je takzvaný problém hierarchie: prečo je Higgsov bozón oveľa ľahší ako charakteristická stupnica gravitácie. Štandardný model tiež nedokáže vysvetliť iné pozorované javy, a jedným z najpozoruhodnejších z nich je práve existencia temnej hmoty.“
Portál do piateho rozmeru
Štúdia sa snaží vysvetliť existenciu temnej hmoty pomocou modelu WED. Výskumníci analyzovali hmotnosti fermiónov – základných častíc, ako sú elektróny alebo kvarky – a predpokladali, že môžu interagovať s piatym rozmerom prostredníctvom portálov, generujúc zvyšky temnej hmoty a akúsi „fermiónovú temnú hmotu“ v tomto dodatočnom rozmere.
Môžu fermióny, ktoré cestujú medzi rozmermi, vysvetliť časť temnej hmoty, ktorú sme ešte nedokázali objaviť? „Vieme, že v rámci štandardného modelu neexistuje žiadny životaschopný kandidát na úlohu temnej hmoty,“ poznamenávajú vedci, „preto táto skutočnosť sama o sebe naznačuje existenciu novej fyziky.“
Úloha fermiónov a gravitačných vĺn
Jednoducho povedané, súbor matematických rovníc opisuje, ako sa hmotnosti fermiónov môžu prejavovať v deformovanom päťrozmernom priestore, vytvárajúc „tmavý sektor“, ktorý vysvetľuje obrovské množstvo temnej hmoty, ktorú sa nepodarilo objaviť pomocou tradičných metód modernej fyziky. Podľa tejto teórie sa fermióny, ktoré prechádzajú portálom do tejto deformovanej dimenzie, môžu správať ako temná hmota.
Ako by sme mohli pozorovať tento typ temnej hmoty, aby sme to potvrdili? To je veľký problém takmer všetkých existujúcich teórií. Na identifikáciu fermionovej temnej hmoty v deformovanej piatej dimenzii však stačí vhodný detektor gravitačných vĺn – technológia, ktorá sa stáva čoraz bežnejšou po celom svete.
Nakoniec, odpoveď na záhadu temnej hmoty môže byť oveľa bližšie, ako si myslíme.
