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 понимание фундаментальных взаимодействий между материей и гравитацией.
Исследование провели профессор Гао Чжифу из Синьцзянской астрономической обсерватории Китайской академии наук в сотрудничестве с доктором Луисом Карлосом Гарсия де Андраде из Государственного университета Рио-де-Жанейро (Бразилия). Их выводы, включая первое определение ключевой физической величины, известной как параметр Барберо – Иммирзи (BI), индуцированный тёмными фотонами, опубликованы в журнале The European Physical Journal C.
Большая часть Вселенной заполнена невидимой материей, известной 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 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.
Более того, теория гравитации 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.
Исследователи обнаружили механизм преобразования кручения в аксионы, 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.
Эти выводы предоставляют более глубокую теоретическую основу для понимания ранней Вселенной и открывают новые возможности для тестирования физики за пределами Стандартной модели в экспериментах с высокими энергиями, таких как эксперименты на Большом адронном коллайдере (LHC).
Предоставлено Китайской академией наук.
published in The European Physical Journal C.”,”A large portion of the universe is filled with invisible matter known as dark matter, and the dark photon is one of its leading theoretical candidates. As a hypothetical particle beyond the Standard Model, the dark photon exhibits electromagnetic-like interactions through kinetic mixing with the ordinary photon. Unlike photons, however, dark photons possess mass and interact much more weakly with charged particles.”,”The BI parameter in loop quantum gravity (LQG) theory may influence gravitational waves and their interactions with matter. Studying this parameter could reveal connections to dark matter and dark energy.”,”Moreover, Einstein–Cartan–Holst gravity, an extension of general relativity, introduces \”torsion,\” which relates to spacetime twisting and is linked to matter spin. This connection aids the study of matter-gravity interactions.”,”The researchers uncovered a torsion–axion conversion mechanism, demonstrating that dark photons can induce the BI parameter through a special gravitational coupling. Based on theoretical analysis and simulations, they investigated the magnetic helicity instability of dark photons, revealing how the axion oscillation frequency is regulated by the BI parameter.”,”These findings provide a deeper theoretical framework for understanding the early universe and offer new avenues for testing beyond-Standard-Model physics in high-energy experiments, such as those conducted at the Large Hadron Collider (LHC).”,”\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tProvided by\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tChinese Academy of Sciences\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t”,”\n\t\t\t\t\t\t\tMore from Other Physics Topics\n\t\t\t\t\t\t “]’>Источник