Астрофизики считают, что около 80 процентов вещества нашей Вселенной состоит из загадочной «темной материи», которая не может быть воспринята человеческими чувствами или научными приборами.
Михаил Медведев, профессор физики и астрономии в Университете штата Канзас, который только что опубликовал исследование по темной материи, заслужившее обложку Physical Review Letters, наиболее престижном журнале в мире физических исследований, предлагает новую модель темной материи, названную «составленная из ароматов многокомпонентная темная материя».
«Темная материя является чем-то неизвестным, скорее всего, это новая элементарная частица или частица за пределами Стандартной модели», сказал Медведев. «Ее никогда не наблюдали непосредственно, но она проявляется посредством гравитации, которую производит во Вселенной. Есть многочисленные эксперименты по всему миру, направленные на непосредственное её обнаружение».
Теория Медведева опирается на поведение элементарных частиц, которые либо наблюдались, либо существуют гипотетически. Согласно распространенной теории Стандартной модели физики элементарных частиц, элементарные частицы — к которым относятся кварки, лептоны и калибровочные бозоны — это строительные блоки атома. Свойства или ароматы кварков и лептонов склонны меняться как вперед, так и назад, потому что они могут соединяться друг с другом в явлении, называемом смешивание ароматов.
«В повседневной жизни мы привыкли к тому, что каждая частица или атом имеет массу», сказал Медведев. «Частица, составленная из ароматов, странная — она имеет несколько масс одновременно — и это приводит к увлекательному и необычному эффекту».
Медведев провел сравнение смешивания ароматов с белым светом, который содержит несколько цветов и может генерировать радугу.
«Если бы белый цвет был ароматом, то красный, зеленый и синий будут отличаться массами, но смешиваясь, создавали бы белый», сказал он. «Изменяя пропорции красного, зеленого и синего в смеси, можно получить разные цвета или ароматы, кроме белого».
«Ранее мы обнаружили, что частицы, составленные из ароматов, могут «квантово испаряться» из гравитационного колодца, если они «потрясены» — значит, что они сталкиваются с другой частицей», сказал Медведев. «Это замечательный результат, как если бы корабль из частиц, составленных из ароматов, тащился бы по ухабистой дороге, а потом сам себя отправил в космос без ракеты, любых других средств или наших усилий».
Медведев включил физический процесс квантового испарения в «космологический цифровой код» и выполнял моделирование с использованием суперкомпьютеров.
«Каждое моделирование использовало свыше 1000 ядер и завершалось в течение недели или около того», сказал он. «Этот годичный проект занял в общей сложности около 2 млн. компьютерных часов, что равно 230 годам».
Медведев заявил, что темная материя может взаимодействовать с обычной материей крайне слабо, и именно поэтому она пока не найдена в многочисленных экспериментах обнаружения по всему миру.
«Наши результаты показали, что модель многокомпонентной темной материи решает проблемы, наиболее актуальные для модели Lambda-CDM», сообщает исследователь.
Источник: infuture.ru
