Исследователи из Университета Макса Планка предложили новую гипотетическую частицу, из которой может состоять темная материя — сверхтяжелое гравитино, и предположили, что ее можно обнаружить на нашей планете: в кристаллах глубоко под землей. Работа опубликована на сайте университета.
Еще в 1930-х годах астрономы заметили, что галактики движутся намного быстрее, чем должны были, исходя из наблюдаемой массы. Расчеты показали, что в действительности они содержат намного больше массы, чем можно увидеть с помощью телескопов — этот гипотетический невидимый материал получил название темная материя.
С тех пор астрономы пытаются определить, из каких частиц состоит темная материя. Считалось, что она может состоять из темных фотонов, аксионов, слабо взаимодействующих массивных частиц (WIMP), макрочастиц с массами в масштабе карликовой планеты и даже типа скалярных частиц старше, чем Большой взрыв. Однако попытки доказать существование хотя бы одной из этих частиц не увенчались успехом.
Теперь исследователи предположили, что темная материя состоит из сверхтяжелого гравитино — гипотетических частиц, каждая их которых имеет массу, сравнимую с массой блохи, около 0,2 мгр. Это в 10 квинтиллионов раз тяжелее, чем протон или нейтрон.
При такой огромной массе эти частицы должны быть очень рассеянными во Вселенной, иначе они могут привести к ее разрушению. Однако исследователи полагают, что наличие одной частицы на 3 862,5 км может объяснить существование темной материи.
Если такие частицы действительно существуют, они должны присутствовать и на Земле, полагают авторы гипотезы.
Известно, что ионизирующее излучение вызывает дефекты решетки в кристаллических структурах. Возможно, нам удастся обнаружить следы ионизационных треков этих частиц в кристаллах, которые остаются стабильными в течение миллионов лет.
Герман Николай, ведущий автор исследования
Ранее астрофизики из Университета Джона Хопкинса выдвинули гипотезу, что темная материя — непроницаемая для света субстанция, которая составляет 27% массы Вселенной, — появилась раньше Большого взрыва. Это могло произойти в эпоху, которая называется космической инфляцией.