Cząstka, która może nas zaprowadzić do piątego wymiaru. Mogłaby także wyjaśnić ciemną materię
Ciemna materia to jedna z największych zagadek współczesnej nauki. Z jednej strony nie wiemy o niej absolutnie nic, nie odkryliśmy ani jednej „cząstki” ciemnej materii, a jednocześnie wiemy, że stanowi ona 85 proc. materii we wszechświecie. To zdumiewające, że nie potrafimy znaleźć sposobu na odkrycie czegoś tak wszechobecnego we wszechświecie.
Naukowcy z Niemiec i Hiszpanii podejrzewają jednak, że opracowali nową teorię, która jest w stanie wyjaśnić naturę ciemnej materii. Problem w tym, że aby ta teoria okazała się prawidłowa... rzeczywistość musiałaby być dziwniejsza niż nam się wydaje. Teoria bowiem działa w rzeczywistości pięciowymiarowej oraz wymaga istnienia jednej dodatkowej cząstki subatomowej.
Autorzy opracowania tłumaczą, że ową cząstką musiałby być fermion, który przenikając przez teoretyczny piąty wymiar łączyłby to, co postrzegamy jako ciemną materię z normalną materią barionową, czyli tą, którą jesteśmy w stanie dotknąć i badać.
Cechy charakterystyczne tej cząstki, takie jak wysoka masa, sprawiają, że obecnie dostępne zderzacze cząstek nie byłyby w stanie jej wykryć. W swoim modelu badacze zakładają, że taka ciężka cząstka może łączyć materię widzialną z ciemną materią składającą się z fermionów znajdujących się w dodatkowym piątym wymiarze.
Naukowcy podejrzewają, że potencjalna cząstka pod względem właściwości kwantowych powinna przypominać bozon Higgsa, co oznacza, że obie te cząstki powinny być w stanie wchodzić ze sobą w interakcje.
Choć wszystkie powyższe założenia brzmią jak science-fiction, to badacze zauważają, że modele takiej czysto hipotetycznej cząstki jednocześnie zgadzają się z faktycznymi obserwacyjnymi dowodami na obfitość ciemnej materii we wszechświecie oraz opierają się na solidnej pracy matematycznej. Być może właśnie to ta cząstka jest brakującym ogniwem do wyjaśnienia natury ciemnej materii.
Jak szukać nowej cząstki elementarnej?
Bozon Higgsa został zarejestrowany za pomocą Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC) w 2012 r. Jednak jak podejrzewają fizycy, nowa hipotetyczna cząstka jest zbyt masywna, aby udało się ją wytworzyć w jakimkolwiek obecnie istniejącym akceleratorze. Jednocześnie naukowcy podejrzewają, że jej odkrycie powinno być możliwe za pomocą zderzaczy kolejnej generacji, takich jak International Linear Collider, Compact Linear Collider oraz Future Circular Collider.
Badacze zauważają także, że do odkrycia cząstki może dojść w przyszłości w zupełnie innej dziedzinie nauki. Teoretycznie cząstka może także odpowiadać za emisję fal grawitacyjnych, które będą możliwe do zarejestrowania za pomocą detektorów nowej generacji.
Choć na razie cząstka i potencjalny piąty wymiar pozostaną jedynie konstruktem teoretycznym, to stopniowy rozwój instrumentów wykorzystywanych przez fizyków cząstek i kosmologów z czasem umożliwi zweryfikowanie tej teorii.
