Новое исследование выявило новый эффект, вызванный тёмными фотонами — гипотетическими частицами, которые, как считается, составляют часть неуловимой тёмной материи Вселенной. Это открытие, сделанное в рамках теории гравитации Эйнштейна–Картана–Холста, даёт новое представление об основных взаимодействиях между материей и гравитацией.
Авторы исследования
Исследование было проведено профессором Гао Чжифу из Синьцзянской астрономической обсерватории Китайской академии наук в сотрудничестве с доктором Луисом Карлосом Гарсией де Андраде из Государственного университета Рио-де-Жанейро, Бразилия. Их результаты, включая первое определение ключевой физической величины, известной как параметр Барберо–Иммирзи (BI), индуцированный тёмными фотонами, опубликованы в журнале The European Physical Journal C.
Тёмная материя и тёмные фотоны
Большую часть Вселенной заполняет невидимая материя, известная как тёмная материя, и тёмный фотон является одним из её основных теоретических кандидатов. Как гипотетическая частица, выходящая за рамки Стандартной модели, тёмный фотон демонстрирует электромагнитные взаимодействия через кинетическое смешивание с обычным фотоном. Однако, в отличие от фотонов, тёмные фотоны обладают массой и гораздо слабее взаимодействуют с заряженными частицами.
Параметр BI и квантовая гравитация
Параметр BI в теории петлевой квантовой гравитации (LQG) может влиять на гравитационные волны и их взаимодействие с материей. Изучение этого параметра может выявить связи с тёмной материей и тёмной энергией.
Кручение и аксионы
Теория Эйнштейна–Картана–Холста, расширение общей теории относительности, вводит понятие «кручения», которое связано с искривлением пространства-времени и связано со спином материи. Эта связь помогает изучать взаимодействия материи и гравитации.
Механизм преобразования кручения–аксионов
Исследователи обнаружили механизм преобразования кручения–аксионов, продемонстрировав, что тёмные фотоны могут индуцировать параметр BI через специальную гравитационную связь. На основе теоретического анализа и моделирования они исследовали магнитную геликоидальную нестабильность тёмных фотонов, выявив, как частота колебаний аксионов регулируется параметром BI.
Значение для ранней Вселенной
Эти результаты предоставляют более глубокую теоретическую основу для понимания ранней Вселенной и открывают новые возможности для тестирования физики за пределами Стандартной модели в экспериментах с высокой энергией, таких как эксперименты на Большом адронном коллайдере (LHC).
Предоставлено
* [Китайская академия наук](https://phys.org/partners/chinese-academy-of-sciences/)