Ученые назвали, в чем связь между «призрачными частицами» и темной материей
Специалисты Национального центра ядерных исследований представили результаты нового исследования, посвящённого изучению взаимодействия двух фундаментальных элементов Вселенной – нейтрино и тёмной материи. Под руководством физика Лэй Цзу была проведена серия экспериментов, показавших, что слабое рассеяние нейтрино на тёмной материи может быть ключевым фактором в разрешении одного из значительных космологических несоответствий, известных как проблема крупномасштабной структуры Вселенной.
Нейтрино, возникающие в результате термоядерных реакций в звёздах и при взрывах сверхновых, характеризуются чрезвычайно малым сечением взаимодействия с обычной материей. Эти элементарные частицы способны беспрепятственно проникать через огромные расстояния, пересекая миллиарды километров пространства без столкновений. Тёмная материя, составляющая около 85% всей массы Вселенной, проявляет себя исключительно через гравитационные взаимодействия, что делает её одной из наиболее загадочных субстанций в современной физике.
Анализ данных, полученных из различных астрономических источников, таких как реликтовое излучение, барионные акустические осцилляции и Обзор тёмной энергии, показал, что наблюдаемая структура Вселенной лучше согласуется с гипотезой о слабом взаимодействии нейтрино с тёмной материей. Стандартная космологическая модель, основанная на концепции холодной тёмной материи и инфляции, предсказывает более "сгущённую" структуру Вселенной в современную эпоху по сравнению с той, что наблюдается на практике. Введение в модель процесса рассеяния нейтрино на тёмной материи позволяет значительно уменьшить данное расхождение и получить более реалистичное описание крупномасштабной структуры.
Статистическая значимость обнаруженного сигнала достигает уровня трёх сигм, что превышает порог, при котором результаты можно считать статистически значимыми и маловероятными случайными флуктуациями. Однако для окончательного подтверждения гипотезы необходимы дополнительные исследования и более точные измерения. Полученные результаты согласуются с предыдущими теоретическими предсказаниями и открывают новые перспективы для дальнейшего изучения природы тёмной материи.
Если гипотеза о слабом взаимодействии нейтрино с тёмной материей подтвердится, это станет важным шагом в понимании фундаментальных свойств Вселенной. Это не только позволит решить одно из ключевых космологических несоответствий, но и предоставит новые возможности для изучения природы тёмной материи, её взаимодействия с обычной материей и её роли в формировании крупномасштабной структуры Вселенной.