Нова і проста теорія може пояснити природу таємничої темної матерії. Вона складається з частинок, що мають властивості анаполей із тороїдальними магнітними полями.

Згідно з існуючими науковими гіпотезами, темна матерія складає 85% від усієї матерії у Всесвіті і невидима для ока та приладів. Тепер виявилося, що вона може складатися з частинок, які володіють незвичайним електромагнітним полем, що нагадує за формою пончик, або тороїд - так званий анаполь. Припущення, яке наділяє частинки темної матерії рідкісною формою електромагнетизму, було посилено докладним аналізом, проведеним парою фізиків-теоретиків з Університету Вандербільта - професором Робертом Шеррером і доктором Чу Ман Хо. Стаття про це дослідження була опублікована у журналі Physics Letters B.

«Існує безліч різних теорій про природу темної матерії. Але що мені подобається у цій теорії - це її простота. А її унікальність у тому, що вона може бути перевірена», - сказав професор Шеррер.

У статті під назвою «Анапольна темна матерія», фізики вважають, що темна матерія може складатися в основному з майоранівських ферміонів - частинок із напівцілим значенням спіна, передбачених італійським вченим ще у 1930-х роках минулого століття.

На малюнку порівняння анаполя (зверху) з електричним і магнітним диполями

Фізики і раніше припускали, що темна матерія складається з майоранівських частинок, але Шеррер і Хо виконали детальні розрахунки, які показали, що ці частки мають унікальний і рідкісний тип електромагнітного поля, що називається анапольним.

Найпростіше пояснити, що таке анаполь можна на прикладі магніту. Звичайний магніт - це диполь, що має два полюси. Є екзотичні гіпотетичні частинки з одним магнітним полюсом - монополі. У свою чергу, анаполь має магнітне поле у формі бублика, яке не виходить за межі частинки, тобто виходить магніт без полюсів. Таке поле наділяє анаполі властивостями, відмінними від частинок більш поширеного і звичного типу, що володіють двома полюсами. Можливо, внаслідок цього темну матерію так важко виявити.

«Більшість моделей, що описують природу темної матерії, залучають як пояснення якісь екзотичні сили, які не зустрічаються у повсякденному житті. Анапольна природа темної матерії дозволяє використовувати для пояснення базові знання про електромагнетизм зі шкільної програми, знання про ту саму силу, яка дозволяє магнітикам прилипати до дверцят холодильника, - розповідає професор Шеррер. - Крім того, ця модель дозволяє зробити прогноз про те, що найближчим часом темна матерія буде виявлена».

Ферміони - частинки, названі на честь великого фізика Фермі - є будівельними блоками матерії. Їх існування було передбачене Полем Діраком ще у 1928 році. А десять років по тому, італійський фізик Етторе Майорану передбачив існування електрично нейтральних ферміонів. З тих пір фізики шукали майоранівські ферміони. Основним кандидатом був нейтрино, але вчені не змогли визначити природу цієї невловимої частинки.

Наявність анапольного магнітного моменту було передбачене радянським фізиком Яківом Зельдовичем у 1958 році. Але дане явище досі було виявлене лише у магнітній структурі атомів ядер цезію-133 та ітербію-174.

Основний зміст відкриття, зробленого Шеррером і Хо, полягає у тому, що темна матерія дійсно складається з майоранівських ферміонів, які володіють анаполем, внаслідок чого і не були виявлені досі. Насправді, анапольні частинки темної матерії взаємодіють з електромагнітними полями. Але тільки тоді, коли знаходяться у русі. Вони були особливо активні на ранніх етапах розвитку нашого Всесвіту, і ставали все менш рухливими, чим більше він охолоджувався і розширювався.

Вчені вважають, що запропонована ними модель дає точні передбачення того, як саме повинні виявлятися електромагнітні властивості анапольних частинок у експериментах.

Джерело: InfoNova.org.ua

За матеріалами: rnd.cnews.ru