Исследователи из Университета Саутгемптона предложили новую фундаментальную частицу, которая может объяснить, почему до сих пор ученым ни в одном эксперименте не удавалось зарегистрировать «тёмную материю» — загадочную субстанцию, отвечающую за 85 недостающих процентов массы Вселенной.

Существование темной материи косвенно подтверждается по её гравитационному влиянию на звезды и галактики, эффекту гравитационного линзирования (отклонение лучей света от первоначального направления), а также по вызываемым ею изменениям состава реликтового излучения (остаточного свечения после Большого взрыва).

Несмотря на убедительные косвенные доказательства и значительное число поставленных экспериментов, до сих пор ни один детектор не смог зарегистрировать темную материю напрямую. В физике элементарных частиц сложились устойчивые представления о том, какими свойствами должна обладать частица темной материи и, согласно этим представлениям, частицы темной материи должны обладать очень большой для фундаментальных частиц массой, сравнимой с массой тяжелых атомов. Более легкие частицы темной материи фигурируют в теориях значительно реже по ряду астрофизических соображений, и новое исследование как раз основано на одной из немногочисленных альтернативных гипотез, в которых частица темной материи предполагается имеющей довольно небольшую массу.

Масса предложенной исследователями частицы темной материи составляет всего лишь 100 эВ/c2, то есть лишь 0,02 процента массы электрона. Эта частица, как и положено частице темной материи, не взаимодействует со светом, но очень интенсивно взаимодействует с нормальной материей. Интересно отметить, что в отличие от предлагавшихся в других теориях частиц-кандидатов, она не способна проникать сквозь атмосферу нашей планеты. Следствием этого является то, что обнаружение предполагаемых частиц с поверхности Земли становится невозможным, и поэтому исследователи планируют провести свои опыты в космосе в рамках планируемого консорциумом Macroscopic quantum resonators (MAQRO) нового эксперимента. Наночастица, взвешенная в космическом пространстве, будет увлечена потоком темной материи, и точное измерение смещения наночастицы даст информацию о природе частицы темной материи, если таковая существует.

Исследование было опубликовано в журнале Scientific Reports.

Источник