Как полицейские, следящие за неправильным человеком, физиками, стремящимися идентифицировать темную материю — таинственный материал, сила тяжести которого, кажется, связывает галактики —, возможно, преследовал неправильную частицу. Фактически, частица с некоторыми свойствами напротив тех из текущего любимого кандидата темной материи физиков — слабо взаимодействующей крупной частицы или МЕЩАНИНА — сделала бы столь же хорошую работу при объяснении материала, заявляет квартет теоретиков. Гипотетические сильно взаимодействующие крупные частицы — или ПРОСТАКИ — также лучше составляли бы некоторые астрофизические наблюдения, спорят они.«Мы искали МЕЩАН в течение достаточно долгого времени, но мы еще не нашли их, таким образом, я думаю, что важно думать вне коробки», говорит Ионит Хохберг, теоретик в Лоуренсе Беркли Национальная Лаборатория и Калифорнийский университет (UC), Беркли и автор новой бумаги.
Теоретики выдумали МЕЩАН 30 лет назад, чтобы помочь объяснить, почему галактики просто не разбиваются. Частицы имели бы массу между в один и 1000 раз больше чем это протона и, в дополнение к силе тяжести, будут взаимодействовать друг с другом и с обычным вопросом через только слабую ядерную силу, одну из двух сил природы, обычно проявляющих себя только в атомном ядре.
Младенческая вселенная произвела бы огромное число МЕЩАН, поскольку субатомные частицы врезались в друг друга. Некоторые из тех МЕЩАН тогда исчезли бы, когда два из них столкнулись и уничтожили друг друга для производства двух обычных частиц. Как расширенная вселенная, такие столкновения стали бы еще более редкими и учитывая силу слабой силы, как раз достаточно МЕЩАН останется в живых для обеспечения правильной суммы темной материи сегодня — приблизительно в пять раз больше чем это обычного вопроса. То совпадение, или «чудо МЕЩАНИНА», сделало МЕЩАН фаворитом теоретиков, даже если экспериментаторы должны все же определить их плавающий о.
Однако Hochberg и коллеги утверждают, что темная материя могла также состоять из более легких частиц, имеющих массу где-нибудь приблизительно одна десятая тот из протона и взаимодействующих друг с другом — но не обычный вопрос — очень сильно. Такие ПРОСТАКИ надели бы друг друга почти так же сильно как кварк в протоне, цепляющийся друг за друга так отчаянно, что невозможно изолировать кварк.ПРОСТАКИ могут также обеспечить просто правильную сумму темной материи, предположив, что теоретики добавляют несколько морщин.
ПРОСТАКИ должны исчезнуть прежде всего через столкновения, в которых входят три ПРОСТАКА, и выходят только два ПРОСТАКА. Эти события должны быть более распространены, чем, в которых два ПРОСТАКА уничтожают друг друга для производства двух обычных частиц.
Кроме того, теоретики спорят, ПРОСТАКИ должны взаимодействовать с обычным вопросом, несмотря на то, что намного более слабо, чем МЕЩАНЕ. Поэтому три к двум столкновения подогрели бы ПРОСТАКОВ, если они не могли бы взаимодействовать и разделить тепло с обычным вопросом.Это может походить на много для выяснения, но тем условиям легко удовлетворить, пока ПРОСТАКИ не слишком тяжелы, говорит Хохберг.
Таким образом, чудо МЕЩАНИНА могло легко быть заменено чудом ПРОСТАКА, как бригада сообщает в этом месяце в Physical Review Letters.Кроме того, факт, что ПРОСТАКИ должны взаимодействовать с обычным вопросом, гарантирует, что в принципе они должны быть обнаружимыми в некотором роде, говорит Хохберг. Принимая во внимание, что физики теперь ищут признаки МЕЩАН, сталкивающихся с крупными атомными ядрами, исследователи должны были бы, вероятно, искать ПРОСТАКОВ, имеющих привкус в более легкие электроны, потому что частицы боксера легкого веса не будут обладать достаточной мощностью для запущения ядром.
По сравнению с темной материей WIMPy темная материя SIMPy также имела бы другую желательную собственность. Как развитая вселенная, темная материя соединилась в глыбы или ореолы, в который галактики, тогда сформированные.
Но машинные моделирования предполагают, что темная материя, не взаимодействующая с собой, сформировала бы бесчисленные небольшие глыбы, которые являются очень плотными в центре. И небольшие «карликовые галактики» не так в изобилии, и центры галактик не являются столь же плотными, как моделирования предлагают.
Но сильно взаимодействующая темная материя сгладила бы распределение темной материи и решила бы те проблемы, говорит Хохберг. «Это не некоторая независимая вещь, которую мы только что вызвали в модель», говорит она. «Это просто естественно происходит».Новый анализ «имеет аромат чуда МЕЩАНИНА, которое хорошо», говорит Джонатан Фэн, теоретик в УКЕ Ирвине, не вовлеченном в работу.
Фэн говорит, что работал над подобными идеями и что способность урегулировать различия между моделированиями темной материи и наблюдаемыми свойствами галактик делает сильно взаимодействующую темную материю привлекательной концептуально.Однако он предостерегает, может быть возможно, что, слабый, поскольку они могут быть, взаимодействия между темным и обычным вопросом могли бы сгладить распределение темной материи самостоятельно. И Фэн говорит, что у него есть некоторые сомнения относительно требования, что ПРОСТАКИ должны взаимодействовать с обычным вопросом достаточно сильно, чтобы быть обнаруженными.
Таким образом, ПРОСТАК, вероятно, просто еще не собьет МЕЩАНИНА с его высоты как лучшее предположение для частицы темной материи, Фэн говорит: «В данный момент это также не мотивировано как МЕЩАНИН, но это определенно стоит исследовать».