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El universo puede tener una quinta dimensión

En la década de 1920, tratando dePara combinar las fuerzas de la gravedad y el electromagnetismo, Theodor Kaluza y Oscar Klein sugirieron la existencia de una dimensión adicional más allá de las tres dimensiones espaciales habituales y el tiempo, que en física se combinan en un espacio-tiempo de 4 dimensiones. Si existe, entonces esa nueva dimensión debería ser increíblemente pequeña e imperceptible para el ojo humano. A finales de la década de 1990, esta idea experimentó un notable renacimiento cuando los científicos se dieron cuenta de que la existencia de la quinta dimensión podría proporcionar respuestas a algunas de las preguntas fundamentales de la física de partículas. En particular, Yuval Grossman de la Universidad de Stanford y Matthias Neubert, profesor de la Universidad de Cornell en esos años, demostraron en su investigación que la introducción del modelo estándar de física de partículas en el espacio-tiempo de 5 dimensiones puede explicar los patrones intrigantes observados en el masas de partículas elementales.

Los científicos están casi seguros de haber encontrado un portal a la quinta dimensión.

¿Qué es la materia oscura?

Se cree que materia oscura Es una forma misteriosa de materia, inaccesibleobservación directa, ya que no participa en la interacción electromagnética. La materia oscura también constituye la mayor parte de la masa del universo. A principios de la década de 1930, el radioastrónomo Jan Oort reforzó la hipótesis de la existencia de materia oscura al descubrir que debe existir más materia de la que observamos para que se mueva el Grupo Local de Galaxias. Desde entonces, la materia oscura ha ayudado a los investigadores a explicar cómo funciona la gravedad, porque muchos objetos simplemente se disolverían o desmoronarían sin algún tipo de "factor x": la materia oscura. Dado que esta sustancia misteriosa no destruye las partículas que vemos y "sentimos", debe tener otras propiedades especiales.

Sin embargo, hay muchos problemas en la física, y además de la oscuridadEn particular, hay toda una gama de preguntas para las que no hay respuesta en el marco del modelo estándar. “Uno de los ejemplos más significativos es el llamado problema de la jerarquía, la pregunta de por qué el bosón de Higgs es mucho más ligero que la escala de gravedad característica. El modelo estándar no puede acomodar algunos de los otros fenómenos observados. Uno de los ejemplos más llamativos es la existencia de materia oscura ", escriben los autores del estudio, publicado en The European Physical Journal C.

La misteriosa materia oscura es invisible a la observación.

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Físicos de la Universidad Johannes Gutenberg enMainz, Alemania, llegó a la conclusión de que la materia oscura podría aparecer como resultado de la actividad de los fermiones, partículas con un giro medio entero. La investigación tiene como objetivo explicar la presencia de materia oscura utilizando el modelo WED (modelos de materia oscura). En el transcurso del trabajo se estudiaron las masas de fermiones que, según los científicos, pueden viajar a la quinta dimensión a través de portales, creando materia oscura y "materia oscura fermiónica" en la quinta dimensión.

Como dijeron los autores del estudio a VICE, su objetivo original era "explicar el posible origen de las masas de fermiones en teorías con una dimensión extra sesgada".

Una nueva partícula, cuya existencia todavía es sóloqueda por probar si se trata de una especie de fermión o de una partícula subatómica. Los físicos creen que estas partículas pueden viajar a través de la quinta dimensión, vinculando la materia oscura con toda la materia observable en el universo. Los autores del estudio argumentan que esta nueva partícula podrá interactuar con el bosón de Higgs y será muy similar a él. Pero su masa será "más pesada", por lo que incluso con la ayuda de un colisionador o un acelerador de partículas, no se podrá detectar.

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¿Cómo encontrar una partícula de quinta dimensión?

Se sabe que la materia ordinaria está compuesta de fermiones. Entonces, si la quinta dimensión es real, lo más probable es que los fermiones caigan en ella. Y si estas partículas "pesadas" existen, entonces conecta necesariamente la materia visible con los componentes de la materia oscura. Estudiar las ecuaciones 5D para las masas de fermiónicopartículas, los físicos llegaron a la conclusión de que “si esta partícula pesada existe, entonces necesariamente conectará la materia visible, que conocemos y que hemos estudiado en detalle, con los componentes de la materia oscura, si asumimos que la materia oscura consiste en fermiones fundamentales, que están en la dimensión extra ”.

Los autores describieron la partícula como "un posible nuevo mensajero para el sector oscuro".

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Curiosamente, con la ayuda de una teoría innovadora,Se puede explicar la abundancia de materia oscura en el espacio en experimentos astrofísicos. “Después de años de buscar una posible confirmación de nuestras predicciones teóricas, ahora confiamos en que el mecanismo que hemos descubierto hará que la materia oscura esté disponible para experimentos futuros, porque las propiedades de la nueva interacción entre la materia ordinaria y la materia oscura, que está mediada por nuestra partícula propuesta - se puede calcular exactamente dentro del marco de nuestra teoría ”, escribe Matthias Neubert, jefe del grupo de investigación.

Además, los autores del trabajo científico creen quela nueva partícula propuesta por ellos puede jugar un papel importante en la historia cosmológica del Universo e incluso puede ser responsable de la creación de ondas gravitacionales. Para obtener más información sobre qué son las ondas gravitacionales y cómo los científicos lograron detectarlas, lea el material de mi colega Artem Sutyagin.