Naučnici tvrde da mogu objasniti postojanje tamne materije postavljanjem hipoteze o čestici koja se povezuje s petom dimenzijom. Iako je koncept “izobličene dodatne dimenzije” (warped extra dimension – WED) zaštitni znak popularnog fizičkog modela prvi put predstavljenog 1999. godine, ovo istraživanje, objavljeno u The European Physical Journal C, prvo je koje kohezivno koristi tu teoriju za objašnjenje dugotrajnog problema tamne materije unutar fizike čestica.
Naše znanje o fizičkom univerzumu uveliko se oslanja na ideju tamne materije, koja zauzima veliku većinu mase u Univerzumu. Tamna materija djeluje kao neophodni “X faktor” koji pomaže naučnicima da objasne kako funkcioniše gravitacija, jer bi se mnoge galaktičke strukture raspale bez te skrivene mase. Ipak, tamna materija ne ometa čestice koje mi vidimo i “osjećamo”, što znači da mora posjedovati jedinstvena, posebna svojstva.
Pitanje hijerarhije i standardni model
“Postoje još neka pitanja koja nemaju odgovor unutar [standardnog modela fizike],” objašnjavaju naučnici iz Španije i Njemačke u svojoj studiji.
“Jedan od najznačajnijih primjera je takozvani problem hijerarhije, pitanje zašto je Higgs bozon mnogo lakši od karakteristične skale gravitacije. [Standardni model fizike] ne može da objasni neke druge posmatrane fenomene. Jedan od najupečatljivijih primjera je postojanje tamne materije.”
Ova studija nastoji objasniti prisustvo tamne materije koristeći model Izobličene dodatne dimenzije (WED). Naučnici su proučavali mase fermiona (čestica koje čine materiju, kao što su elektroni), za koje vjeruju da bi se mogle komunicirati u petu dimenziju kroz svojevrsne portale, stvarajući relikte tamne materije i “fermionsku tamnu materiju” unutar pete dimenzije.
Fermioni putuju u skriveni sektor
Mogu li fermioni koji putuju dimenzijama objasniti barem dio tamne materije koju naučnici do sada nisu uspjeli da posmatraju? “Znamo da ne postoji održiv kandidat [tamne materije] u [standardnom modelu fizike],” kažu naučnici, “tako da ta činjenica već zahtijeva prisustvo nove fizike.”
U osnovi, ključni dio matematike stvara masovne skupine fermiona koji se manifestuju u takozvanom izobličenom prostoru pete dimenzije. Ovaj skriveni “tamni sektor” jedan je od mogućih načina da se objasni ogromna količina tamne materije koja je, do sada, izbjegla detekciju koristeći tradicionalna mjerenja dizajnirana za standardni model fizike. Fermioni ugurani kroz portal u izobličenu petu dimenziju mogli bi “djelovati kao” tamna materija.
Potraga za dokazom: Detektori gravitacionih talasa
Kako bismo provjerili i posmatrali ovu vrstu tamne materije? Do danas je to prepreka za mnoge teorije tamne materije.
Ali sve što bi bilo potrebno da se identifikuje fermionska tamna materija u izobličenoj petoj dimenziji bio bi odgovarajući tip detektora gravitacionih talasa – tehnologija čija je zastupljenost sve veća širom svijeta.
Zaista, odgovor na zagonetku tamne materije mogao bi se kriti odmah iza ugla, u iščekivanju nove generacije instrumenata koji su sposobni da zavire iza vela naše trodimenzionalne percepcije.
