암흑 물질우주 질량의 대부분을 구성하는 파악하기 어려운 물질은 중력자(graviton)라고 하는 거대한 입자로 구성되어 있을 수 있습니다. 큰 폭발.
새로운 이론에 따르면 이러한 가상 입자는 추가 차원에서 온 우주 난민일 수 있습니다.
연구원들의 계산에 따르면 이 입자들은 설명하기에 적절한 양으로 형성되었을 수 있습니다. 암흑 물질그것은 평범한 물질에 대한 중력에 의해서만 “볼 수”있습니다.
“초기 우주에서 일반 입자의 충돌에 의해 거대한 중력자가 생성됩니다.
이 과정은 질량이 큰 중력자가 암흑 물질의 후보가 되기에는 너무 드문 것으로 생각됩니다.” 연구 공동 저자인 프랑스 리옹 대학의 물리학자인 Giacomo Cacciaglia가 Live Science에 말했습니다.
그러나 저널에 2월에 발표된 새로운 연구에서 물리적 검토 편지Cacciapaglia는 고려대학교 물리학자 Haiying Cai, Seung J. Lee와 함께 초기 우주에서 이러한 중력자가 충분히 합성되어 우리가 현재 우주에서 발견하는 모든 암흑 물질을 설명할 수 있다는 것을 발견했습니다.
이 연구는 중력자가 존재한다면 1메가전자볼트(MeV) 미만의 질량을 가지므로 전자 질량의 두 배를 넘지 않을 것임을 발견했습니다.
이 질량 수준은 다음 수준보다 훨씬 낮습니다. 힉스 보존 그것은 모델이 우주의 모든 암흑 물질을 설명할 만큼 충분히 생산하는 데 필수적인 일반 물질의 질량을 생성합니다. (비교를 위해 알려진 가장 가벼운 입자는 중성 미자무게는 2 MeV 미만인 반면 양성자의 무게는 약 940 MeV입니다. 국립표준기술원.)
팀은 일부 물리학자들이 관찰된 3차원 공간과 4차원과 함께 존재한다고 의심하는 추가 차원의 증거를 찾는 동안 이러한 가상의 중력자를 발견했습니다. 시간.
팀 이론에서, 중력 그것은 추가 차원을 통해 퍼지고 우리 우주에서 거대한 중력자로 구현됩니다.
그러나 이러한 입자는 중력에 의해서만 일반 물질과 약하게 상호 작용합니다.
이 설명은 빛과 상호 작용하지 않지만 우주의 모든 곳에서 느껴지는 중력 효과가 있는 암흑 물질에 대해 우리가 알고 있는 것과 섬뜩할 정도로 유사합니다. 예를 들어 이 중력 효과는 은하가 날아가는 것을 방지합니다.
“암흑 물질 입자로서의 질량이 큰 중력자의 주요 이점은 중력을 통해서만 상호 작용하기 때문에 존재를 감지하려는 시도를 피할 수 있다는 것입니다.”라고 Kacchiapalia는 말했습니다.
대조적으로, 약한 질량의 입자, 축색 돌기 및 중성미자 그들은 또한 다른 힘 및 영역과의 매우 미묘한 상호 작용을 통해 느낄 수 있습니다.
거대한 중력자는 중력을 통해 우주의 다른 입자 및 힘과 거의 상호 작용하지 않는다는 사실은 또 다른 이점을 제공합니다.
Cacciapaglia는 “매우 약한 상호 작용으로 인해 매우 천천히 붕괴되어 우주의 일생 동안 안정적으로 유지됩니다. 같은 이유로 우주가 팽창하는 동안 천천히 생성되어 오늘날까지 축적됩니다.”라고 말했습니다.
과거에 물리학자들은 중력자를 생성하는 과정이 매우 드물기 때문에 중력자가 잠재적인 암흑 물질 후보라고 생각했습니다. 결과적으로 중력자는 다른 입자보다 훨씬 낮은 속도로 생성됩니다.
그러나 팀은 피코초(조분의 1초) 후에 큰 폭발그러나 이전 이론이 제안한 것보다 더 많은 중력자가 생성되었을 수 있습니다.
이 연구는 이 증가가 거대한 중력자가 우주에서 얼마나 많은 암흑 물질을 발견하는지 정확히 설명하기에 충분하다는 것을 발견했습니다.
Kachiapalia는 “강화는 충격이었습니다. “우리는 암흑 물질의 잠재적 후보로 거대한 중력자를 고려하는 방식의 패러다임 전환을 가져오기 때문에 결과가 정확한지 확인하기 위해 많은 테스트를 실행해야 했습니다.”
거대한 중력자가 에너지 규모 아래에서 형성되기 때문에 힉스 보존현재 입자 물리학이 잘 설명하지 않는 더 높은 에너지 규모와 관련된 불확실성에서 벗어났습니다.
팀의 이론은 다음과 같은 입자 가속기에서 연구된 물리학을 연결합니다. 대형 강입자 충돌기 중력의 물리학으로.
이것은 2035년에 작동을 시작해야 하는 CERN의 Future Circular Collider와 같은 강력한 입자 가속기가 잠재적인 암흑 물질 입자의 증거를 찾을 수 있음을 의미합니다.
Kachiapalia는 “미래에 고해상도 입자 충돌에 대한 최고의 샷일 것”이라고 말했습니다. “현재 조사 중인 사항입니다.”
