Fizicienii teoreticieni au propus o noua ipoteza care intentioneaza sa conecteze lumea vizibila a fizicii cu fortele ascunse ale Universului: ce ar fi daca ar exista un portal care sa uneasca modelul standard din fizica clasica cu materia intunecata si energia intunecata?

Portalul dintre modelul clasic si fizica intunecataFoto: Institute for Basic Science

Potrivit Science Alert, cercetatorii spun ca motivul pentru care ne chinuim sa intelegem concepte precum materia intunecata si energia intunecata nu este ca ele nu ar exista de fapty, ci pentru ca nu am avut in vedere ca posibila existenta a unui portal prin care particulele obisnuite si aceste "particule intunecate" interactioneaza. Iar aceasta ipoteza ar putea fi testata experimental.

Ideea unor portaluri in univers poate parea nebuneasca, insa vorbim despre portaluri la o scala cuantica - portaluri foarte mici.

Nu este pentru prima data cand aceste tipuri de portaluri au fost explorate in lumea fizicienilor teoreticieni.

Acest concept exista pentru ca, in fizica, se inregistreaza un gol mare intre ceea ce este cunoscut drept "fizica vizibila" - lucrurile pe care le putem masura si detecta direct, precum electromagnetismul si fotonii - si "fizica intunecata", ce cuprinde forte ale caror efecte le putem simti insa cu care nu putem interactiona, precum materia intunecata si energia intunecata.

Portalurile reprezinta incercarea fizicienilor de a explica cum aceste doua lumi aparent separate interactioneaza pentru a forma Universul in care traim.

Partea vizibila a fizicii cuprinde 17 tipuri de particule catalogate - inclusiv electroni, fotoni si bosonul Higgs. Ele formeaza modelul standard.

Din pacate, modelul standard nu poate explica tot ceea ce vedem in Univers. Spre exemplu, modelul standard nu poate explica gravitatia sau rata de expansiune a Universului.

In acest context, fizicienii au propus ca exista forte intunecate, precum materia intunecata si energia intunecata, iar acestea reprezinta circa 95% din Univers. Exista insa o problema - nimeni nu a vazut vreodata si nu a reusit sa detecteze vreodata vreuna din aceste forte.

S-a sugerat ca ar putea exista particule intunecate, ascunse, care formeaza materia intunecata si energia intunecata, si pe care instrumentele noastre nu sunt capabile sa le detecteze. Experimente precum acceleratorul de particule de la Geneva lucreaza tocmai la un astfel de nivel, lovind una de alta, la viteza foarte mare, particule, in speranta de a detecta in ramasite ceva din acest sector intunecat al fizicii.

Insa pana acum lumea fizicii intunecate a reusit sa evite detectarea. Asta lasa in urma un gol mare pe care cercetatorii incearca sa o umple pentru a completa intelegerea noastra asupra Universului.

Un nou studiu, realizat de cercetatorii de la Institutul de Stiinte de Baza din Coreea de Sud, prezinta o potentiala solutie - un nou tip de portal numit "portanul axionului intunecat" ("dark axion portal").

Posibilitatea existentei unor portaluri intre lumea vizibila a fizicii si cea intunecata era deja investigata de fizicienii teoreticieni, insa pana acum au fost propuse doar doua tipuri de portaluri: portaluri vectori si portaluri axioni.

Aceste portaluri sunt bazate pe doua particule ipotetice din sectorul intunecat, propuse de cercetatori: axionul si fotonul intunecat.

Se crede ca un axion este o particula foarte usoara, care ar rezolva foarte multe probleme teoretice ale modelului standard. Fotonii intunecati sunt o versiune intunecata a fotonului din fizica standard - particule de lumina vizibila. Insa in loc sa participe la interactiunile electromagnetice, precum fotonii obisnuiti, fotonii intunecati s-ar asocia si cu asa-numitele "incarcaturi intunecate", care ar putea fi detinute de alte particule ale sectorului intunecat.

In trecut, portalurile axion si vector au fost folosite experimental de cercetatori pentru a incerca sa gaseasca dovezi ale existentei acestor doua particule, insa echipa sugereaza ca portalul axionului intunecat ar putea fi piesa lipsa din puzzle.

Ideea de baza din spatele noului portal este ca in cadrul modelului standard ar putea exista un tip de quarc greu care sa aiba si asa numita incarcatura intunecata - ceea ce inseamna s-ar putea asocia cu asa numitii fotoni intunecati.

Echipa de cercetatori sugereaza ca axioniii, fotonii si fotonii intunecati pot sa interactioneze prin acest quarc greu.

"Portalul axionului intunecat sugereaza prima conexiune semnificativa intre cele doua lumi ale fizicii, care au fost studiate separat; conecteaza punctele", spune cercetatorul principal al studiului, LEE Hye-Sung.

"Acest lucru va permite reinterpretarea datelor anterioare si are potentialul de a duce la un 'moment Evrika' in cercetarile asupra axionilor si fotonilor intunecati", a continuat cercetatorul.

Deocamdata echipa doar a propus ideea portalului si a aratat in linii mari cum ar functiona el, insa acum propun nou experiment care ar putea folosi portalul pentru a testa daca axionii si fotonii intunecati intr-adevar exista.

Studiul a fost publicat in revista de specialitate Physical Review Letters.