Het universum kan een vijfde dimensie hebben

In de jaren twintig in pogingenOm de krachten van zwaartekracht en elektromagnetisme te combineren, suggereerden Theodor Kaluza en Oscar Klein het bestaan ​​van een extra dimensie buiten de gebruikelijke drie ruimtelijke dimensies en tijd - die in de fysica gecombineerd worden tot 4-dimensionale ruimte-tijd. Als het bestaat, dan zou zo'n nieuwe dimensie ongelooflijk klein en onzichtbaar voor het menselijk oog moeten zijn. Aan het einde van de jaren negentig beleefde dit idee een opmerkelijke renaissance toen wetenschappers zich realiseerden dat het bestaan ​​van de vijfde dimensie antwoorden zou kunnen bieden op enkele van de fundamentele vragen in de deeltjesfysica. Met name Yuval Grossman van Stanford University en Matthias Neubert, een professor aan de Cornell University in die jaren, toonden in hun onderzoek aan dat de introductie van het standaardmodel van deeltjesfysica in 5-dimensionale ruimte-tijd de intrigerende patronen kan verklaren die worden waargenomen in de massa's elementaire deeltjes.

Wetenschappers zijn er vrijwel zeker van dat ze een poort hebben gevonden naar de vijfde dimensie.

Wat is donkere materie?

Men neemt aan dat donkere materie Is een mysterieuze vorm van materie, ontoegankelijkdirecte observatie, omdat het niet deelneemt aan elektromagnetische interactie. Donkere materie vormt ook het grootste deel van de massa van het universum. In de vroege jaren dertig versterkte radioastronoom Jan Oort de hypothese van het bestaan ​​van donkere materie door te ontdekken dat er meer materie moet bestaan ​​dan we waarnemen om de Lokale Groep van Melkwegstelsels te laten bewegen. Sindsdien heeft donkere materie onderzoekers geholpen uit te leggen hoe zwaartekracht werkt, omdat veel objecten eenvoudig zouden oplossen of uit elkaar zouden vallen zonder een of andere "x-factor" - donkere materie. Aangezien deze mysterieuze substantie de deeltjes die we zien en "voelen" niet vernietigt, moet het andere speciale eigenschappen hebben.

Er zijn echter veel problemen in de natuurkunde, en naast het donkermaterie, er is een heel spectrum aan vragen waarop binnen het kader van het standaardmodel geen antwoord is. “Een van de belangrijkste voorbeelden is het zogenaamde hiërarchieprobleem, de vraag waarom het Higgs-deeltje zoveel lichter is dan de karakteristieke zwaartekrachtschaal. Het standaardmodel is niet geschikt voor enkele van de andere waargenomen verschijnselen. Een van de meest opvallende voorbeelden is het bestaan ​​van donkere materie ”, schrijven de auteurs van de studie, gepubliceerd in The European Physical Journal C.

Mysterieuze donkere materie is onzichtbaar voor waarneming.

Abonneer u op ons kanaal op Google Nieuws om op de hoogte te blijven van het laatste nieuws uit de wereld van populaire wetenschap en geavanceerde technologieën!

Natuurkundigen van de Johannes Gutenberg Universiteit inMainz, Duitsland, kwam tot de conclusie dat donkere materie kan verschijnen als gevolg van de activiteit van fermionen - deeltjes met een spin van een half geheel getal. Het onderzoek beoogt de aanwezigheid van donkere materie te verklaren met behulp van het WED-model (modellen voor donkere materie). In de loop van het werk werden de massa's fermionen bestudeerd die, volgens wetenschappers, door portalen naar de vijfde dimensie kunnen reizen en donkere materie en "fermionische donkere materie" in de vijfde dimensie creëren.

Zoals de auteurs van het onderzoek VICE vertelden, was hun oorspronkelijke doel "om de mogelijke oorsprong van fermionmassa's in theorieën met een scheefstaande extra dimensie te verklaren."

Een nieuw deeltje waarvan het bestaan ​​nog maar bestaathet moet nog worden bewezen of het een soort fermion of een subatomair deeltje is. Natuurkundigen geloven dat deze deeltjes door de vijfde dimensie kunnen reizen en donkere materie verbinden met alle waarneembare materie in het universum. De auteurs van de studie beweren dat dit nieuwe deeltje in staat zal zijn om te interageren met het Higgs-deeltje en er sterk op zal lijken. Maar zijn massa zal "zwaarder" zijn, zodat hij zelfs met behulp van een collider of deeltjesversneller niet kan worden gedetecteerd.

Je zult geïnteresseerd zijn: wat is het Higgs-deeltje en waarom wetenschappers het wilden ontdekken

Hoe vind je een deeltje van de vijfde dimensie?

Het is bekend dat gewone materie bestaat uit fermionen. Dus als de vijfde dimensie echt is, vallen fermionen er hoogstwaarschijnlijk in. En als deze "zware" deeltjes bestaan, dan verbindt noodzakelijkerwijs zichtbare materie met de componenten van donkere materie. Het bestuderen van de 5D-vergelijkingen voor de massa's van fermiondeeltjes, kwamen natuurkundigen tot de conclusie dat “als dit zware deeltje bestaat, het noodzakelijkerwijs de zichtbare materie, die we kennen en die we in detail hebben bestudeerd, zal verbinden met de componenten van donkere materie, als we aannemen dat donkere materie bestaat uit fundamentele fermionen, die in de extra dimensie zitten. "

De auteurs beschreven het deeltje als "een mogelijke nieuwe boodschapper naar de donkere sector."

Zie ook: Wat weten we nog steeds niet over donkere materie?

Interessant is dat met een baanbrekende theoriede overvloed aan donkere materie in de ruimte in astrofysische experimenten kan worden verklaard. “Na jaren zoeken naar mogelijke bevestigingen van onze theoretische voorspellingen, hebben we er nu vertrouwen in dat het mechanisme dat we hebben ontdekt donkere materie beschikbaar zal maken voor toekomstige experimenten, omdat de eigenschappen van de nieuwe interactie tussen gewone materie en donkere materie - die wordt gemedieerd door ons voorgestelde deeltje - kan exact volgens onze theorie worden berekend ”, schrijft Matthias Neubert, hoofd van de onderzoeksgroep.

Bovendien geloven de auteurs van het wetenschappelijke werk dathet nieuwe deeltje dat ze voorstelden, zou een belangrijke rol kunnen spelen in de kosmologische geschiedenis van het heelal en zou zelfs verantwoordelijk kunnen zijn voor het ontstaan ​​van zwaartekrachtgolven. Lees het materiaal van mijn collega Artem Sutyagin voor meer informatie over wat zwaartekrachtgolven zijn en hoe wetenschappers ze hebben kunnen detecteren.