Уже в 1920-х годах, пытаясь объединить силы гравитации и электромагнетизма, физики предположили, что существует дополнительное измерение за пределами привычных трех пространственных и одного временного, которые в физике объединены в 4-мерное пространство-время. Если такое измерение существует, то оно должно быть незаметным для глаза.
Темную материю объяснили при помощи пятого измерения
Физики показали, что Стандартная модель в 5-мерном пространстве будет описывать все наблюдаемые на практике эффекты. Однако, для этого потребуется ввести дополнительную сверхтяжелую элементарную частицу.
Pixabay
Над природой темной материи и проблемами Стандартной модели физики ломают голову уже не одно десятилетие. Физики-теоретики предложили вариант, при котором обе эти проблемы решаются: нужно просто предположить, что пространство, в котором мы живем, - пятимерное
В конце 1990-х годов эта идея стала восприниматься всерьез, так как физики показали, что существование пятого измерения может разрешить некоторые из открытых вопросов физики элементарных частиц. В частности, Юваль Гроссман из Стэнфордского университета и Маттиас Нойберт, профессор Корнельского университета, показали, что Стандартная модель физики элементарных частиц в 5-мерном пространстве-времени может объяснить расхождения в массах частиц, предсказанных теорией и наблюдаемых при эксперименте.
Теперь Маттиас Нойберт вместе с коллегами обнаружил, что 5-мерные уравнения поля предсказывают существование новой тяжелой частицы с такими же свойствами, как у бозона Хиггса. Однако, ее масса, согласно расчетам, должна быть гораздо больше — настолько большой, что эту частицу нельзя получить даже на самом мощном коллайдере в мире.
Физики показали, что эта частица создаст новое взаимодействие между известными частицами и темной материей. С помощью новой «пятимерной» теории ученые смогли даже объяснить обилие темной материи в космосе, наблюдаемое в астрофизических экспериментах. Для подтверждения этой точки зрения исследователям предстоит открыть новую частицу. Без нее вся теория не имеет смысла. Возможно, сделать это удастся с помощью коллайдера FCC, который планируется запустить в 2040 году на базе ЦЕРНа или с помощью китайского ускорителя, который, согласно планам, будет построен через 9 лет.
Исследование опубликовано в The European Physical Journal C.