Новый кандидат на роль темной материи
Темная материя остается одной из самых больших загадок фундаментальной физики. Многие теоретические разработки (аксионы, WIMP) и 40-летние обширные экспериментальные исследования не смогли дать никакого объяснения природе темной материи. Несколько лет назад в теории, объединяющей физику элементарных частиц и гравитацию, были предложены новые, радикально отличающиеся кандидаты в темную материю: гравитино со сверхтяжелым зарядом.
Теперь в статье, опубликованной в журнале Physical Review Research учеными из Варшавского университета и Института гравитационной физики Макса Планка, показано, что новые подземные детекторы, в частности, детектор JUNO, который вскоре начнет получать данные, хотя и предназначены для физики нейтрино, также чрезвычайно хорошо подходят для обнаружения заряженных гравитино темной материи.
Моделирование, объединяющее две области - физику элементарных частиц и продвинутую квантовую химию, показывает, что сигнал гравитино в детекторе должен быть уникальным и однозначным.
В 1981 году Мюррей Гелл-Манн, лауреат Нобелевской премии за введение кварков в качестве фундаментальных составляющих материи, обратил внимание на интригующий факт, что частицы стандартной модели, кварки и лептоны, содержатся в теории, сформулированной чисто математически двумя годами ранее, "супергравитации N =8", отличающейся своей максимальная симметрия. N=8 сверхгравитация содержит частицы вещества стандартной модели со спином 1/2, но также содержит гравитационную составляющую: гравитон (со спином 2) и 8 гравитино со спином 3/2.
Если стандартная модель действительно связана со сверхгравитацией N=8, то это соотношение может указывать на способ решения самой сложной проблемы фундаментальной теоретической физики — объединения гравитации с физикой элементарных частиц. N=8 супергравитация в секторе со спином 1/2 содержит ровно 6 кварков (u, d, c, s, t,b) и 6 лептонов (электрон, мюон, тауон и нейтрино) и запрещает присутствие любых других частиц материи.
После 40 лет интенсивных исследований на ускорителях, которые не привели к открытию каких-либо новых частиц вещества, содержание вещества в условиях супергравитации N = 8 не только согласуется с нашими знаниями, но и остается единственным известным теоретическим объяснением количества кварков и лептонов в стандартной модели.
Однако прямая связь супергравитации N=8 со стандартной моделью имеет ряд недостатков, главный из которых заключается в том, что электрические заряды кварков и лептонов были сдвинуты на ±1/6 относительно известных значений; например, электрон имел заряд -5/6 вместо -1.
Несколько лет назад Кшиштоф Мейснер с физического факультета Варшавского университета, Польша, и Герман Николаи из Института гравитационной физики Макса Планка (Институт Альберта Эйнштейна/AEI), Потсдам, Германия, вернулись к идее Гелл-Манна, и им удалось выйти за рамки супергравитации N=8 и модифицировать первоначальное предложение, получая правильные электрические заряды частиц вещества стандартной модели.
Модификация имеет далеко идущие последствия, указывая на бесконечную симметрию K (E10), которая малоизвестна математически и заменяет обычные симметрии стандартной модели.
Одним из неожиданных результатов модификации, описанных в статьях в журналах Physical Review Letters и Physical Review, является тот факт, что гравитино, предположительно имеющие чрезвычайно большую массу, близкую к планковскому масштабу, то есть миллиард миллиардов масс протонов, электрически заряжены: шесть из них имеют заряд ±1/3, а два из них ±2/3.
Гравитино, несмотря на свою огромную массу, не могут распадаться, поскольку нет частиц, на которые они могли бы распадаться. Поэтому Мейсснер и Николаи предположили, что два гравитино с зарядом ±2/3 (остальные шесть имеют гораздо меньшую плотность) могут быть частицами темной материи совершенно иного типа, чем все, что предлагалось до сих пор.
А именно, широко рекламируемые обычные кандидаты, либо чрезвычайно легкие, как аксионы, либо с промежуточной (протоновой) массой, как ВИМПы (слабо взаимодействующие массивные частицы), были электрически нейтральны, что соответствовало названию "темная материя". Однако после более чем 40 лет интенсивных поисков с использованием множества различных методов и устройств никаких новых частиц, выходящих за рамки стандартной модели, обнаружено не было.
Однако гравитино представляют собой новую альтернативу. Несмотря на то, что они электрически заряжены, они могут быть кандидатами в темную материю, поскольку, будучи такими массивными, они чрезвычайно редки и, следовательно, с точки зрения наблюдений, "не светятся в небе" и избегают очень жестких ограничений на заряд составляющих темной материи.
Более того, электрический заряд гравитино предполагает совершенно иной способ доказательства их существования.
В оригинальной статье Мейснера и Николая, опубликованной в 2024 году в European Physical Journal C, отмечалось, что детекторы нейтрино, основанные на сцинтилляторах, отличных от воды, могут быть пригодны для обнаружения гравитино темной материи.
Однако поиск чрезвычайно затруднен из-за их крайней редкости (предположительно, только одно гравитино на 10 000 км3 в Солнечной системе), из-за чего нет никаких перспектив обнаружения с помощью доступных в настоящее время детекторов. Однако уже созданы или планируются новые подземные детекторы на гигантском масле или жидком аргоне, и в настоящее время открываются реальные возможности для поиска этих частиц.
Среди всех детекторов для такого поиска, по-видимому, предназначена строящаяся в настоящее время китайская подземная нейтринная обсерватория Цзянмэнь (JUNO). Он направлен на определение свойств нейтрино (на самом деле антинейтрино), но поскольку нейтрино чрезвычайно слабо взаимодействуют с веществом, детекторы должны иметь очень большие объемы.
В случае с детектором JUNO это означает 20 000 тонн органической, синтетической жидкости, похожей на масло, обычно используемой в химической промышленности, со специальными добавками, в сферическом сосуде диаметром около 40 метров с более чем 17 тысячами фотоумножителей вокруг сферы. Планируется, что JUNO начнет измерения во второй половине 2025 года.
В статье, опубликованной в журнале Physical Review Research, Мейснер и Николай совместно с сотрудниками Адрианной Крук и Михалом Лесюком с химического факультета Варшавского университета, представляют подробный анализ специфических сигнатур, которые события, вызванные гравитино, могут вызвать в JUNO и в будущих детекторах на жидком аргоне, таких как Deep Underground Neutrino Experiment. (ДЮНА) в Соединенных Штатах.
В статье описываются не только теоретические основы как физики, так и химии, но и очень подробное моделирование возможных сигнатур в зависимости от скорости и траектории гравитино, проходящего через резервуар с нефтью. Это потребовало углубленных знаний в области квантовой химии и интенсивных вычислений, занимающих много времени центрального процессора.
При моделировании необходимо было учитывать множество возможных факторов — распад радиоактивного 14С, присутствующего в масле, скорость темнового счета и эффективность фотоумножителей, поглощение фотонов маслом и т.д.
Моделирование показывает, что при наличии соответствующего программного обеспечения прохождение гравитино через детектор оставляет уникальный сигнал, который невозможно ошибочно отождествить с прохождением какой-либо из известных в настоящее время частиц.
Этот анализ устанавливает новые стандарты с точки зрения междисциплинарности, объединяя две различные области исследований: теоретическую и экспериментальную физику элементарных частиц, с одной стороны, и очень передовые методы современной квантовой химии - с другой.
Обнаружение сверхтяжелых гравитино стало бы важным шагом вперед в поисках единой теории гравитации и частиц. Поскольку, по прогнозам, массы гравитино будут порядка планковской, их обнаружение стало бы первым прямым свидетельством физики, близкой к планковскому масштабу, и, таким образом, могло бы предоставить ценные экспериментальные доказательства объединения всех сил природы.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Отправить донат на поддержку проекта "Аномальные новости"
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Влияние химиотрасс на климат

Два солнца лучше, чем одно

Какие наиболее распространенные экзопланеты

Космическое командование США создает НЛО

Кусок металла выпал из самолета Амелии Эрхарт

Марсоходы раскрывают две стороны Марса

Межпланетный маршрут может ускорить полеты на Марс

Мощный двигатель на литиевом топливе для полетов на Марс

НЛО обманывают американских военных

Обнаружено скрытое состояние воды

Опубликуйте файлы об НЛО, если они есть

Осваиваем Солнечную систему, чтобы построить новый мир

Охота за двойниками Земля-Луна в обитаемой зоне

Поиск экзопланет, который меняет все

Помощь в поисках воды на Марсе

Потенциальные признаки жизни на далеких планетах

Прогнозы извержений вулканов на Земле и Венере

Проектирование электростанций для миссий на Марс

Создали огромное количество виртуальных вселенных

Трамп дразнит публикацией очень интересных файлов

Атомные часы нового поколения

Богатая металлами точка марсианского озера

В районе Зоны 51 произошло 17 землетрясений за день

Вся жизнь на Земле произошла от одного предка

Дональд Трамп дразнит очень интересными файлами об НЛО

Информация о зарождении Вселенной

Инфразвук снова обвинили в создании привидений

Какие типы внеземных цивилизаций вымирают

Крушение НЛО в Уайт-Сэндс до сих пор вызывает споры

Люди могут строить за пределами Земли

На комете 3I-ATLAS очень много полутяжелой воды

Обнаружил ли марсоход признаки древней жизни

Обнаружили экзо-Юпитер с похожими облаками

Предел ускорения частиц в пульсарных туманностях

Представлен телескоп для обнаружения экзопланет

Работа и жизнь в открытом космосе

Таинственные облака вблизи черной дыры

Трамп держит нас в напряжении

ФБР расследует смерти и исчезновения ученых

Что будет в новой партии файлов об НЛО

Богатая серой ртутная магма ведет себя иначе

ВВС США создали истории об инопланетянах в Зоне 51

Вспоминая уфолога Ника Поупа

Грибы могут выжить на Марсе и в космосе

Грунт пригоден для строительства дорог на Луне

Заброшенная парковка для НЛО

Лазер, вдохновленный черными дырами

Межпространственные существа существуют

Место рождения космических бакиболов

Мистические места Кировской области

Настоящая причина смерти Ника Поупа

Невиданные ранее органические соединения Марса

Пределы самовзаимодействия бозона Хиггса

Пригодные для жизни зоны вокруг маленьких звезд

Проблема космологической постоянной

Сверхактивный источник быстрых радиовсплесков

Сообщения об НЛО могут поступать волнами

Странная серия землетрясений вблизи Зоны 51

США вывезли архивы об охоте СССР на НЛО

Что заставляет магнитный хвост Марса колебаться

Администрация Трампа опубликует записи об НЛО

Два внешних кольца Урана имеют разное происхождение

Джей Ди Вэнсу нужно быть аккуратней с высказываниями

Заменит ли ИИ людей-ученых

Заявления родителей Чандры Леви об НЛО

Зона 51 сотрясается от таинственных землетрясений

Инопланетяне прибыли из обреченного будущего Земли

Лучший способ поиска внеземного разума

Люди могут вырастить новые зубы всего за 4 года

Могла ли Чандра Леви быть убитой из-за НЛО

НЛО обгоняет истребители F-18

Пилоты видели очень странные вещи

Программа исследования НЛО - 'Space Tiger Team'

Разгадали главную тайну обоняния

Разоблачения НЛО и исследования паранормальных явлений

Республиканец делится мыслями о Зоне 51

Скоро будут опубликованы очень интересные файлы об НЛО

Струи черной дыры демонстрируют огромную мощь

Что мы знаем о пропавших и погибших ученых

Эффект домино от солнечных вспышек

Вещи, в которые вы не поверите

Демонические НЛО могут спровоцировать глобальную панику

Загадочные землетрясения вблизи Зоны 51

Закономерность, стоящая за землетрясениями

Комиссия никогда не общалась с пилотами по делу GOFAST

Люди созданы для того, чтобы жить намного дольше

Невероятные наблюдения пилотов привлекают политиков

Пилоты видели такое, во что вы бы не поверили

Полное раскрытие информации об НЛО близко

Призрачные частицы сохраняют массу в скрытом измерении

Разоблачители НЛО заявляют о кампаниях запугивания

Самопроизвольное возгорание человека. Факты и теории

Создан идеальный сценарий для фиксации НЛО

США в ближайшее время опубликуют файлы об НЛО

Тайна Рендлшемского леса

Трамп дразнит публикацией файлов об НЛО

Файлы об НЛО будут опубликованы в ближайшем будущем

Что представляет собой программа ВВС США 'Янки Блю'

Элизондо принимает участие в поиске пропавших ученых

Ярко-оранжевый шар замечен над Сассексом

Администрация США планирует опубликовать данные НЛО

В сообществе футурологов бытует противоречивая идея

Генерала обвиняют в предвзятом отношении к НЛО

Дональд Трамп обещает скорое обнародование файлов НЛО

Загадочный проект 'Янки Блю'

Загадочный случай самовозгорания

Инопланетяне уже живут среди нас

Историк восстановил утраченный отрывок Библии

Как образовались гигантские черные дыры

Количество поддельных сайтов об НЛО растет

НЛО - отвлекающий маневр

НЛО - это не пустяк

Пилот королевских ВВС видит будущее

Погиб очередной военный специалист по НЛО

Президент США дразнит общественность

Президент Трамп раскроет материалы о НЛО

Размышляя о тайне гравитационной постоянной

Трамп в ближайшее время раскроет файлы об НЛО

Ученые ищут внеземную жизнь со времен Аристотеля

Что на самом деле скрывается под Антарктидой

Геймпад Xbox не подключается к приставке или компьютеру

Генерал ВМС называет бывшего шефа AARO лжецом

Глава Anthropic предрёк исчезновение инженерных профессий

Дементор замечен над Астаной

Еврей из НЛО

Загадочное исчезновение экипажа корабля

Инопланетяне, кровь и Белый дом

Кем был уфолог Дэвид Уилкок

Несмотря на конфликт, Белый дом ведёт переговоры с Anthropic

НЛО выводят из строя ядерное оружие с 1960-х годов

Новые откровения о НЛО и почему это не случайность

Общественник предложил создать музей уфологии

Он знал много ядерных секретов

Они маскируются под дроны

Они нашли черную живую слизь внутри корабля

Пентагон купил ИИ Гугла

Сущности предупредили чиновников о начале их войны с Богом

У американцев с инопланетянами всё давно на мази

Уфолог Ник Поуп скончался в возрасте 60 лет

Частое использование ИИ влияет на мозг

Чешуя дракона обнаружена на Марсе

Время может двигаться и быстро, и медленно одновременно

Галактики растут вокруг черных дыр

Древний марсианский океан существовал

Зафиксировано изменение состава кометы 3I-ATLAS

Инопланетная жизнь может скрываться у всех на виду

Камера запечатлела Существо во время ограбления

Крах майя был вызван климатическими колебаниями

Метан выделяется из межзвездной кометы 3I-ATLAS

Метан обнаружен на гигантской экзопланете

Новая группа крови, которая есть только у трех человек

Опасения по поводу сокрытия информации об НЛО

Пентагон согласовывал позиции с Луисом Элизондо

Постоянно меняющаяся многопланетная система

Путешественник во времени прибыл из 2582 года

США десятилетиями проводили эксперименты с НЛО

Тайна НЛО в Уайт-Маунтинс

Темный вулканический пепел Марса

Трехмерная карта меняет представление о Вселенной

Человечество упускает что-то важное об НЛО

Я единственный человек в постапокалиптическом мире

Американская лаборатория изучала НЛО

Гигантская жуткая тень на Марсе сильно выросла

Гравитация подчиняется законам Ньютона и Эйнштейна

Доказательства существования магнетизма в звездах

Дональд Трамп приказал обнародовать досье об НЛО

Инопланетяне могут подтвердить свое существование

Информатор об НЛО умер от передозировки

Источник загадочной дымки в атмосфере Венеры

Как газ превращается в диски, формирующие планеты

Может ли темная материя образоваться из черных дыр

НАСА подтвердило дату сближения с Апофисом

Открытие на острове Пасхи может переписать историю

Планетам требуется больше воды для поддержания жизни

Разоблачитель НЛО скончался накануне дачи показаний

Темная материя объясняет появление ранних черных дыр

Теория заговора привлекает внимание законодателей

Теперь 13 погибших или пропавших без вести

Трамп обещает расследовать гибель ученых-уфологов

Федералы встречались по поводу НЛО в 1990-х годах

Черные дыры вызывают вспышки в триллионы солнц

Бытовки в Москве и модульное строительство. Оперативные решения для бизнеса и частного сектора

Давать показания в Конгрессе США опасно для жизни

Загадочная смерть информатора об НЛО

Изучала ли американская лаборатория НЛО

Информатор конгресса умер от наркотической смеси

Наверх
Яндекс.Метрика