Ученые предполагают, что тяжёлая материя состоит из сверхтяжелых частиц гравитино, которые пока не обнаружены.
Темная материя образует почти 26% массы Вселенной, как показывают измерения гравитационного притяжения. Происхождение этой материи и её составляющие частицы остаются неизвестными. Исследование предполагает, что ответ может скрываться за пределами Стандартной модели — устоявшейся физической теории. За ее пределами действуют законы, которые называют «новой физикой».
Стандартная модель физики частиц описывает фундаментальные составляющие материи и силы, которые её удерживают. В ней говорится о шести типах кварков и шести лептонах, объединенных в три «семейства». Однако мир вокруг нас и мы сами состоим из трех частиц первого семейства: верхнего и нижнего кварков, а также электрона, который принадлежит к лептонам. Группа исследователей на Большом адронном коллайдере (БАК) давно стремится выйти за пределы этой модели и обнаружить новые частицы.
Ранняя работа физиков представилаПредположение о наличии сверхмассивных гравитино, которые могут стать необычными кандидатами на роль темной материи. появиласьВ журнале Physical Review D авторы изложили предложение о том, как отслеживать эти гравитино.
Исследователи в своей работе используют идею лауреата Нобелевской премии Мюррея Гелл-Манна, основанную на теории «N=8 Супергравитации». В их гипотезе — новый тип бесконечномерной симметрии, который призван объяснить существование всех известных кварков и лептонов. Теория предсказывает, что компонентом темной материи должна быть элементарная частица, которую не удается обнаружить из-за слабого взаимодействия с обычной материей.
Ученые предполагают, что темная материя целиком состоит из тяжелых гравитино — частиц, обуславливающих гравитационное притяжение. В отличие от ранее предлагаемых кандидатов, такие частицы хорошо взаимодействуют с обычной материей. Но большая масса этих частиц означает, что они могут возникать во Вселенной в небольшой «концентрации». В противном случае частицы «затмевают» Вселенную и приводят к ее раннему коллапсу. Авторы работы утверждают, что для объяснения темной материи во Вселенной и Галактике достаточно наличия одной такой частицы на 10 тысяч кубических километров. Обнаружить сверхтяжелые гравитино ученые предлагают с помощью измерений глубоко под землей, так как эти частицы движутся намного медленнее, чем скорость света.